基于钢结构建筑的结构表现的研究

【摘要】从历史上来看所有的建筑都主要以木头和石料为主，很少见到钢建筑。而今天钢建筑早已被广泛应用于建筑等其它行业。接下来本文就钢结构建筑的特点结合现有条件从结构表现上做一下分析。

【关键词】现代建筑；钢结构

今天的建筑物和以前的建筑物相比最大的不同就是更多的钢材建筑代替了木材建筑，之所以会发生这样的变化主要与建筑业的发展和建筑种类的多样化有着直接的关系。与以往的木材相比钢材具有强度高自重轻和刚度大的特点，而这些特点可以让人们建造一些既美观又耐用的钢材建筑。可以这么说，钢作为一种新兴的建筑材料已经走进了千家万户受到建筑行业的普遍欢迎。

1 钢材的产生与发展

从十八世纪的英国开始钢材就已经产生，之后被人们广泛应用于各个领域。今天我们随处可以看到运用钢材来建造的建筑物，然而早期的钢材只是一些小构件和用铸铁和熟铁制成的配件而已，这种结构形式一直到结构型钢材的出现才结束。随着结构型钢材的出现钢建筑的数量有了很大的提高，并且在上世纪六十年代出现了第二次钢材革命。新中国成立后，我国也加强了对钢材的利用程度。尤其是在重工业建设过程中应用最为广泛。今天钢结构建筑群在我国意识普遍存在，这些都说明钢材在我国已经实现了一个质的飞跃。

2 与其它建筑材料相比钢材有哪些优点和不足

优点：

2.1 与其他材料相比钢材的花费相对较低。

与其它建筑材料相比较钢材无论从设计还是加工方面来讲都是比较先进的。并且钢材的安装相当简单这不但可以缩短施工时间同时也可以降低成本，而这些都是施工方最想得到的。

2.2 钢的承载能力远远强于其它材料

与其它材料相比钢结构具有重量低承载力强的优点，由于其具有很强的承载力从而大大降低了对吊装设备的要求。

2.3 与其它材料相比刚才具有很强的抗震性

与其它材料相比钢材具有截面小和承载力大的优点，并且在抗震方面钢的重量要远远小于其他材质。不仅如此，与其它建材相比钢在受到破坏前会发生变形而被人们第一时间发现从而做出躲避或者逃离现场的决定。另外，与其它材质相比钢材的抗震性能显著增强，其它材质在遇到地震时会发生裂痕而钢材在这方面要远远强于其它其它建材。

2.4 与其它建材相比钢材具有可移动和美观的特性

随着时代的发展，人们对事物越来越多的都追求一种美的享受。而钢材很好的满足了人们的需求。比如法国的埃菲尔铁塔之所以得到全世界的称赞不仅是因为它的高大更多的是因为它的美观。不仅如此，与其它建筑的固定性相比钢材是可以随意拆卸和移动的。它的这一好处可以让设计师们尽情的发挥自己的想象，从而设计出比较满意的作品得到人们的称赞。

不足：钢结构在建筑方面存在这么多优点是不是说钢建材就没有缺陷呢？答案当然是否定的。任何事物都不是完美无缺的钢材同样也不例外。比如在抗腐蚀和耐火方面钢材就不如一些传统的建材，比如钢筋混凝土。我们都知道钢中大部分成分都是铁，而且无论是与空气还是水都会生锈从而造成破坏。不仅如此，与钢筋混凝土相比钢材也无法抵御大伙的侵蚀，一旦超过它的承受点钢材就会报废而无法继续使用。为了不让这些情况发生就要花费较高的价钱来保护。对于这些方面钢筋混凝土相对比较实惠。

3 运用钢材进行设计时所遇到的问题和解决办法

钢材建筑和钢筋混凝土相比虽然存在很多优点，但是它同样存在自身的问题，而这两个问题对于钢材来说都是致命的。接下来我们就来具体讲述一下这两个问题以及解决办法。

3.1 钢材的防火问题

与钢筋混凝土相比钢材的抗火能力相对较差，可以说一旦发生火灾那么对于钢材建筑物来讲将是毁灭性的打击。虽然它不是燃烧物也没有木材那么极易燃烧，但是钢材却不耐火，随着温度的逐渐增高钢的质量和强度也逐渐下降，达到一千多度后钢材就融化成了水。再好的钢材如果不采取保护措施在温度达到一定程度后都会损坏建筑物。通过调查研究分析我们可以清晰的得出一个结论，那就是钢材之所以会造成损坏主要与是否达到预定的耐火时间有着很大的关系。如果达到了规定的耐火时间钢材就不会变形更不会受到破坏无法使用，反之如果达不到预定的耐火时间钢材就会变形从而造成破坏最终无法正常使用。为了更好的解决这些问题从而让钢制品更好的为人们服务，我们想出了两种预防的措施：一是用进口钢板代替普通钢板，二是在喷涂防火涂料时一定要结合钢结构的位置进行涂抹决不可随意涂抹。

3.2 钢材的防腐问题

钢材不但不耐高温同时还极易被腐蚀。这些问题都会对钢材的正常使用造成很大的影响。我们都知道钢的主要成分是铁，而铁在空气中或者雨水中都会生锈。作为铁的同类钢同样也无法摆脱这种命运。因此为了更好的让钢材为我们服务必须要解决钢材的防腐问题。目前解决这一问题的方法就是尽量使用能够防腐的钢材来代替普通的钢材。只有这样才能更好的避免钢材因空气湿度过高或者雨水问题腐蚀钢材。

除此之外，钢材建筑还存在很多物理问题：

3.2.1 钢结构建筑的保温

建筑物的受热程度主要受到两方面的影响：其一，热量通过窗户进入室内被室内物体所吸收从而产生热量，还有就是被建筑物旁的其它物体所吸收之后通过热传导进入室内。我们都知道玻璃是透明的，阳光可以透过玻璃进入室内从而迅速升高室内温度。今天玻璃材质的提高同时也使玻璃的热功能逐渐改进。为了更好的保护建筑物的温度，笔者认为要从以下方面进行改进：

（1）研制出更加优质的材料来提高建筑物的保温性能。比如可以在建筑物的内外表面增加反射材料降低紫外线的反射度达到保温的效果。

（2）一定要避免保温材料降低水外温度与中间温度。可防止保温材料在蒸汽的影响下受潮。内保温可以避免建筑物在冬季受潮而外保温可以提高建筑物的耐久性。在要求方面内保温要远远低于外保温。

3.2.2 钢结构建筑的吸音

很多建筑大厅，尤其是与音乐有关的建筑当中由于结构的特殊性从而达不到良好的效果。如何解决音质的吸收与噪音的排除已经成为主要问题。目前想要解决这一问题必须要从吸声材料与吸声结构入手。

（1）吸声材料：我们都知道像玻璃棉岩棉和一些带孔的材料都有很好的吸声功能。由于受到空气粘滞阻力空气中的分子与空隙产生摩擦，从而将声能更好的转化成热能而达到吸声的目的。

（2）吸声结构：有些材料本身没有吸声功能但是当把它们重新排列组合以后就会产生吸声功能。

（3）钢结构建筑的隔音

大家都知道只要施工就会发出嘈杂的声音，这些声音严重影响了我们正常的工作、学习和日常生活得到人们的极大反感。如何解决噪音污染已经成为一个非常重要的问题。通过学习我们知道声音分为两种，一种叫乐音比如我们的日常交流、听一首优美的钢琴曲等。之所以把它们称为乐音主要是因为它们不但不会对我们的工作、学习和生活造成影响还会在一定程度上起到激励作用。与乐音相比有些声音不但得不到人们的支持而且让人们极度反感，物理学上把这种声音称为噪音。比如工地施工等。相对于这些嘈杂的声音人们更喜欢生活在一个安静的环境中工作、学习和生活。比如在两座房子之间设计实心墙壁就是为了更好的隔音。

4 总结：

综上所述，钢材的很多性能都远远高于其它材料并且在很多方面都得到了广泛的应用。这就要求我们在用钢材作为建筑材料进行设计时一定要根据建筑物具体的情况进行设计，争取设计出既有品位又实用的钢材建筑。

参考文献：

[1]陈麟，郭永兴，周云.巨型钢框架节点基于性能的研究[J].广州大学学报（自然科学版）.2010 （06）.

[2]邱鹤年.钢结构设计禁忌实例[M].中国建筑工业出版社，2011 （01）.

[3]中华人民共和国国家标准《钢结构设计规范》（GBJ17-88），北京.

[4]罗邦富等编著，钢结构设计手册[M].中国建筑工业出版社，2010.