工业建筑中钢结构应用和设计

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1、工业建筑中钢结构应用和设计　　摘要：在建筑工程施工中，钢结构因为自身强度高、延性好等优势，在建筑领域被广泛的应用。在钢结构建筑中，设计是建筑的灵魂所在，因此加强钢结构建筑的设计方法，具有极其重要的意义。同时，为了确保城市建设的有序发展和人民生命财产安全，各种建筑结构的加固技术就显得尤为重要。本文就此阐述钢结构设计与应用。关键词：钢结构；设计；建筑中图分类号：U391文献标识码：A文章编号：引言在经济以及科技水平不断发展的今天，各种新材料新技术不断地应用到建筑工程中。在建筑工程中，钢结构建筑逐渐成为建筑工程中

2、的主流产品。近年来，钢结构更加广泛应用于公共建筑中，我国目前不仅能生产各种类型的建筑钢材，同时钢材生产的新技术、新工艺、新产品日益也增多，使建筑结构充满现代化时代气息，实际证明钢结构建筑在我国更具有广阔的发展前景。1、钢结构在工业建筑的应用特点1.1预工程化程度高降低建设成本低、缩短工期7与传统的砖混、混凝土等传统结构建筑不同，钢结构建筑具有一定的预工程化，使得材料的加工和安装一体化，大部分钢结构在出厂时已生产完毕，在施工现场只需要利用合适的连接方式将钢结构进行组合安装，提高了施工速度，缩短建筑工程施工周期

3、大约40%，可以使建筑工程更早投入使用。钢结构建筑模数协调统一标准使材料不同、形状不同、制造方法不同的建筑构配件可以通用和互换，进一步提高了建筑预工程化。由于钢结构自身就可以作为韧性结构承担结构载荷和施工载荷，因此在钢结构建筑施工时不需要支横、拆模，这也在一定程度上降低了建筑的施工费用。1.2钢结构建筑的跨度更大，高度更高钢材的内部组织比较均匀，近似于各向同性的匀质体，自重轻，强度也高。钢材的密度/强度的值比砖石、混凝土、木材均小很多，这样在受力相同的情况下，钢结构可以做成跨度更大、高度更高、结构更加灵活的

4、结构体系。到目前为止，世界上已经拥有建造跨度超过1000m的超大穹顶和高度大于1000m小于4000m的超高层建筑的能力。1.3钢结构建筑更具有功能化、更加美观7在钢结构建筑中，钢结构的形体、构件和节点在一定程度上决定建筑的形象。建筑结构的设计与功能要实现一体化，这样建造出来的建筑才更富功能化，才能创造出艺术与技术并存的建筑。钢结构建筑可以挣脱结构的约束，斜线、曲线在钢结构建筑造型中的应用创造出更多新奇、优美的建筑形象。钢结构建筑强大的造型潜力是砖混、混凝土结构建筑无法实现的。由金属构件与玻璃板共同组成的建

5、筑物的外围结构成为玻璃幕墙，玻璃幕墙一般有两种：框支承玻璃幕墙和点支式玻璃幕墙，其中点支式玻璃幕墙形式多种多样，变化无穷，具有良好的工艺性和艺术性，使建筑看上去更加美观。1.4环保节能将钢结构应用于建筑工程施工时具有污染少、噪声少以及作业量较小等特点，并且钢结构应用时投入少、收益大、方便拆迁，回收利用率比较高，这些优点使钢结构在建材市场上比较受欢迎。随着科学技术的不断进步，钢材的生产率越来越高，性能越来越好，成本也越来越低，所占空间比较小，钢结构在土木工程中的应用大大节约了建筑成本，增大了建筑物内部空间，减

6、少了施工中的环境污染，也因此带来了更好的经济效益。1.5用途广，可塑性强7由于具有轻便、韧性和耐压等特点，钢结构适用于各种建筑物的施工，特别是一些传统建筑工程很难完成的大空间跨度建筑。比如在剧院、机场以及体育场等比较大的空间建筑内，空间内柱子比较多的化不利于人们在建筑物内的娱乐和工作，而使用钢结构就可以建造没有柱子支撑的大空间建筑。其次，钢材具有可焊接和耐挤压的特点，这使得钢结构能够用于建造一些新型的钢铁建筑。比如著名的法国埃菲尔铁塔，以钢板焊接、连接而成的高层重钢建筑已经成为建筑业中的新潮流。2、钢结构建

7、筑的设计钢结构建筑的设计是钢结构成功地运用实例。为保证钢结构建筑合理有效的产生，良好精确的设计是至关重要的。现代钢结构设计最为关键的两大步骤是正确选择结构方案和正确估计结构的截面高度。2.1钢结构预算的设计钢结构的设计需要十分准确的计算估计。以国家大剧院为例，国家大剧院由法国建筑师保罗·安德鲁主持设计，设计方为法国巴黎机场公司。国家大剧院建筑屋面呈半椭圆形，其结构:212m×143m，跨度＞100m，结构方案选屋盖空间结构网壳。但在上机前，结构师把结构的截面高度选得太大，用钢量高达292kg/m2。根据19

8、63年美国教授史密斯(SmithM．G)对166个已建大跨度屋盖进行的回归分析，这种跨度的网壳结构用钢量不超过80kg/m2。故而在采取建设的时候，需对其精确核实才能避免错误产生。2.2钢结构建筑整体与局部精细设计建筑的设计不仅仅在于外观上的美感，还在于建筑间的互相协调能力。钢结构建筑也是建筑的一种，它在具有钢结构建筑特殊性的同时也具有普通建筑的一般性。所以在满足钢结构特个性设计的同时，也必须满足一般建筑的共性。