C H I N A V E N T U R E C A P I T A L158
科技技术应用|TECHNOLOGY APPLICATION
一、钢结构在民用建筑上的应用价值
在我国，长期以来，钢结构在工业建筑上的应用程度远高
于在民用建筑的程度。从以往看，其主要原因是：
1．以前有很长一段时间，我国的钢结构产量很低，钢材
的价格又很高，采用钢结构的建筑成本会很高，很大程度的限
制了钢结构在建筑上的应用，即使应用，也多用于具有生产性
的工业建筑。
2．工业建筑一般都具有一定模数，而钢结构的产品化高、
施工速度快的特点，正好满足此要求，而且，还可使建筑提早
投入使用，以促进生产。
3．钢材的耐火性和耐腐蚀性差。钢材曝露于空气中，特
别是潮湿空气中时，很容易发生缓慢的化学作用，从而使钢材
腐蚀，影响到建筑的美观；而且，如发生火灾，钢结构又表现
出很差的耐火性。当钢结构用于工业建筑时，由于工业建筑对
美观要求并不高，同时其内的人数少且多是流动性的，这两方
面影响不大；而民用建筑，不仅要求有较高的美观效果，而且，
其内固定人口可能会很多，要求发生火灾等灾害时，能尽可能
保证安全，这对选用钢结构是有很大挑战性的。
而现今，情况发生了很大的变化。首先，我国钢材产量己
极大提高，连续几年位居世界第一（尽管，人均还不高），为
钢材在民用建筑上的应用铺平了道路。其次，钢材用于民用建
筑，经合理设计后，其综合经济指标很好，原因是：（1）钢
材是轻质高强
材料
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，达到同样强度时，钢构件的截面尺寸相对
较小，所占建筑面积较小，相对建筑的使用面积会增加，这对
于“黄金地段”很重要。（2）钢材的轻质使得结构的自重会
有所降低，对地基的压力相对减小，节省地基造价。（3）钢
结构建筑的施工速度快，可使建筑很快投入使用，这在时间就
是效益的现今社会，显得尤为重要。最后，随着科技水平的提
高，研制出越来越多的新型材料，以加强钢材的防腐性能，提
高钢的耐火极限（也有通过改善钢自身的组成，来提高这些性
能）。以上这些对推动钢结构在民用建筑上的发展起到有利作
用。
此外，钢结构用于民用建筑还有以下优势：（l）钢结构
的塑性和韧性好，合理设计后，会具有很好的抗震性能，以保
证“大震不倒、小震不坏、中震可修”，这对于以人为本的民
用建筑，至关重要。（2）采用钢结构，可建成造型新颖别致
的建筑。由于钢材良好的性能，使得其既可很大程度的发挥建
筑师的创造灵感，又可最大限度满足用户对使用和建筑美观的
要求。（3）采用钢材能做到可持续发展，符合时代要求。现
今社会，随着人们对美的追求，却不忘对自然的保护和对能源
的节约，从而实现可持续发展。钢材属“环保、节能、产品化
材料”，钢结构为“绿色建筑”，符合历史发展潮流。同时，
钢结构在民用建筑上的推广已受到国家相关部门的重视。发展
钢结构住宅，扩大钢结构住宅的市场占有率，将会加速住宅产
业化过程，对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义。
二、钢结构在民用建筑上的发展重点
钢结构用于民用建筑，主要发挥它的轻质高强以及良好的
塑性和韧性，同时兼顷到其利于产品化、机械化。故钢结构主
要用于民用建筑以下几个方面：
1．单层民用钢结构。此类型多为大跨度的公共建筑，采
用钢结构不但可提供较大的空间、较美的造型，还为其改建和
扩建提供方便。如单层钢结构的网架不但很容易跨越大空间，
民用建筑中钢结构的特点分析
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而且其经济性、安全性较好，适应性很强，制作、安装方便，
设计、计算简便，网壳可设计成风格多变，立体美观的各种大
跨度建筑。我国在这方面已有大量工程实例。
2．高层钢结构。高层建筑高度较高，如采用钢筋混凝土
结构，不但向上运送混凝土不方便，而且庞大的躯体使得下部
地基承受巨大压力，这就迫切需求钢结构这种轻质高强的材料。
高层建筑采用钢结构时，构件并不是全部采用钢材，而多为混
合结构，即下部可采用钢骨混凝土结构或组合结构，而上部一
般都为钢结构。
三、民用钢结构设计中的难点
对于用材已选定为钢材的建筑，设计中首要的，也是关键
的，便是结构体系的选型。结构体系选择的是否合适，不仅影
响结构的安全性和经济性，还关系到建筑整体造型的美观和其
功能的完美实现。一般，对于一个设计，可选用的结构体系有
很多种，而每种结构体系的适用范围受各种条件影响，影响的
情况非常复杂，再加上实际情况的多样性和特殊性，不但使钢
结构体系难于选择，更使结构体系的
规范
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化难上加难。钢结构
设计中的另一个非常重要的方面，便是节点形式的选择。钢结
构中每种体系可备选用的节点形式都很多，而且还在不断推陈
出新，日益向“两高一强发展”，即：（1）安全储备越来越高；
（2）可欣赏性和艺术性越来越强；（3）机械化程度越来越高。
一个合理的节点体系，不但要使建筑能够结构安全、施工便利，
还要做到造型美观、维护方便。
目前所采用的节点形式，通常不能保证在某一条件下，各
项因素都最优，需根据实际条件，有所选择，来强化某一方面，
而弱化另一方面，从而选出最佳形式。
由上可知，民用钢结构设计中的两大难点为结构体系的选
型和节点形式的选择，同时，它们也是设计中的重点。当前，
对于这两方面问题，研究者和设计者产生了矛盾。研究者鉴于
问题的复杂，多采用从形式到条件的方式来解决问题，即研究
每种形式（指结构体系或节点形式）的最佳适用条件，其结果
往往导致多种形式有相同或相近的适用条件。而从事实际工程
的设计者，则希望从条件到形式，即找到一种
规则
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，使得在给
定一些条件后，便可得到对应的最佳形式或得到可选形式的优
劣顺序，从而简化设计工作。这种矛盾的存在，很大程度上制
约了钢结构在我国民用建筑上的发展。
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解决
办法
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摘 要：建筑按使用功能可分为工业建筑和民用建筑（包括公共建筑），钢结构在建筑上的应用也分为工业钢结构建筑和民用钢结构建筑。
钢结构是用钢材制造而成的工程结构。在选用钢结构时，要充分利用其优点，避免其缺点，作到扬长避短，合理利用。
关键词：钢结构；民用建筑；设计
网络出版时间：2012-07-19 15:35
网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.5441.N.20120719.1535.201218.157_011.html
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