钢结构形式对现代建筑设计的影响
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摘要：概述了钢结构建筑的特点，从对建筑造型、建筑立面以及社会效益等角度论述了钢结构对现代建筑设计带来的影响，并展望了钢结构形式的发展前景。
关键词：钢结构；形式；设计
0 引言
随着现代建筑的飞速发展，钢结构型式因其存在的大量优点而被越来越广泛的应用，钢结构体系是指由维护墙体、隔断墙体、楼板及柱体钢结构共同组成的住建筑体系，其是指纯钢结构体系，该体系包括钢框架或钢框架混凝土剪力墙体系及冷弯薄壁型钢结构等多种型式，钢结构的出现给现代建筑带来跳跃式发展，也促进了现代建筑设计。
1 钢结构建筑的特点【1】
成本低、工期短。由于建筑模数的协调统一导致钢结构建筑工程化程度高，因此其建设成本较低、并可缩短工期，并且提高了建筑的预工程化，实现了建筑结构中不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件可大范围的实现互换和通用，预建筑化实现了材料加工和安装一体化，因此大大降低了建设成本且缩短了施工工期，资料统计，钢结构建筑可缩短工期达40％以上，因此可加快建筑企业资金周转速度，促进建筑业的正规发展。
钢结构建筑实现了建筑与结构的设计与功能一体化，使建筑更富有功能化，因此结构成为形象构成的重要因素，钢结构的形体、构件以及节点在很大程度上制约着建筑的形象，只有建筑与结构的设计与功能实现一体化才能使建筑更富有功能化并可创造出技术与艺术融为一体的建筑产品。
钢材属于接近于各向同性匀质体，其性质均匀，强度高且弹性模量也高，密度与强度的比值远小于砖石、混凝土以及木材，在受力情况相同的条件下自重较小，因此可作为大跨度、大高度的结构以及形状灵活的结构体，并且钢索与膜结构结合而成的索膜结构体系更能满足建筑对跨度的要求而形成樗性建筑。
当前我国已成为世界上最大的砖砌体及混凝土建筑大国，而钢材是高强度高效能材料并且具有很高的再循环价值，且其边角料也存在价值并无需制模则可施工。
2.1 对建筑造型的影响
建筑学的视角包括功能的角度、形式，同时也有艺术方面的属性，即以视觉形式为载体来传达艺术的诉求。建筑结构既可作为视觉形式的支撑又可成为视觉艺术的欣赏对象。钢结构在建筑造型上最为独特的一点是可充分体现其精美的节点。任何建筑无论其形式如何完美，最能感动人的均为去其细微部位的材料及节点，钢结构轻盈的优点决定了其可以使其节点达到精致的视觉效果，现实中网架中的球铰或是铆接或是螺栓连接的钉头甚至栏杆等精致的钢构件，均可以精美的品质褶褶生辉，尤其当光从窗户射到钢结构的节点时能使人感到技术的光辉【2】。
钢结构属于现代的造型手段，现代建筑层以钢和玻璃作为造型代表，但由于钢结构精确的几何形体以及明确的外形使人可理性的感知，能给人带来清晰感而充分的体现出理性的力量而被人痴迷。当前国内建筑设计，大多数设计人员均在大关系的处理上煞费苦心，而忽略了细部及构造等方面的处理。纵观国内传统建筑的设计思想应更多的从建筑构造方面着手，历史上多座建筑其精美的节点则充分的体现了技术与艺术的完美结合，目前已有部分设计师正探索古老中国建筑的结构形式甚至从建筑结构角度考虑传统建筑问题。
木结构等传统结构形式虽接近消亡，但其设计理念仍可知道现代建筑设计。如对建构重视方面，现代建筑也可从建构来考虑问题，但建构和节点的处理则不可照抄照搬。钢结构的建造节点和建造方式无疑有很大的潜力挖掘，比如如何赋予现代技术手段以传统形式则是现代建筑师应考虑的问题。夏世昌在广州水产馆设计中富有创意的运用钢桁架和卷棚屋顶相结合中则可看到我国传统建筑构造的印记。
钢结构除了可孕育精致的节点造型外，其轻盈的结构体系可呈现出力与美，当人们剥离建筑外表皮而将结构展露出来后则可看到建筑的骨骼，建筑仿佛是一个生命体，在其生命周期内经过长期的进化和自然选择而形成了近乎完美的骨骼结构，其合理清晰的建筑结构也逐步展露出生物的美感，其也体现出钢结构相对于其他结构所展露出的造型优势。
钢结构相对于混凝土结构易于加工，且其轻盈的构件可满足受力的需要，此可充分体现出钢结构极大的灵活性，该特性尤其在造型复杂的建筑内可充分体现。该类情况若用混凝土结构则不仅造型笨重，且模板支护需费时费力，但混凝土结构在展现力量以及厚重感方面则优于钢结构。
2.2 对立面设计影响
钢结构立面设计相对于混凝土立面设计则显得轻松灵活，采用混凝土结构进行立面设计时其粗大的梁柱和相对固定的柱网使得立面设计时显得捉襟见肘，而轻盈的钢结构则可随意悬挂板材，且其维护结构也相对灵活。如在大片的玻璃幕墙，若采用混凝土结构则必须将柱退后，将楼板挑出而在楼板侧缘设置连接，此时柱与幕墙间的空间则难以利用，若将挑梁设于玻璃幕墙后则过于笨重，要解决该问题则必须将楼板和幕墙分开，幕墙用独立的结构加以解决。而采用钢结构则可直接在钢柱上进行悬挂，且轻盈的钢柱钢梁也不会影响玻璃幕墙的视觉效果【3】。
2.3 钢结构对社会的效益
建筑除了其结构形式外还应有其社会属性，从大规模建筑角度而言，钢结构利于大规模工业化生产，钢构件预制化装配可有效的缩短工期和施工成本，特别对于大规模的住宅等建筑而言，其单一的形制、大规模的建设都适合钢结构的利用。钢结构在除了能缩短工期，节约成本外其对建筑的可持续利用也表现突出，首先钢构件可进行回收利用，因此在众多临时场馆可尽量采用钢结构，对于旧建筑的改造及扩建均可首选钢结构，并且钢结构施工过程中可很大幅度的减少对环境造成的污染。任何建筑无论其多么实用、美观、经济均首先应满足其坚固要求，钢结构由于其自重轻而总质量小，因此在地震等灾害发生时产生的效应力也小，并且钢结构的延性好，因此其抗震性能良好而优越于混凝土结构。
3 钢结构形式的发展前景
钢结构体系因其易于实现工业化生产、标准化制作，施工中与之配套的墙体材料可采用节能、环保的新型材料，因此其属于绿色建筑，同时因其可重复利用而符合可持续发展的战略，因此可以说钢结构的发展可直接影响国内建筑水平及发展前途。
钢结构体系科技含量高，其结构本身即为建筑表现，钢结构的表现与工艺不仅是实现形象构思的必要手段，且其对建筑外形的影响也非常显著，因此可以说钢结构构思是形象构思成功与否的关键，未来社会中科学技术的进步、审美观的改变必然要求钢结构建筑不断扩展自身的表达语汇而寻求发展，在今后的发展中应抛开风格要素从结构理性主义出发，从现代和传统的多种风格流派中吸取精华，逐步创新技术和艺术，并将其有机融合方可建设中建筑精品。
当前国内建筑业生产效率低下，属劳动密集型产业，而高技术高效率的钢结构体系必将促进建筑业向技术密集型产业转化，并必将带动建材以及钢铁企业的发展。
4 结语
钢结构体系对现代建筑设计理念以及设计风格均产生了巨大的影响，其相对于传统混凝土结构具有诸多优点，但应清醒认识到钢结构在使用中也受到材料成本、防火防腐以及施工精度等方面限制，因此在设计过程中应扬长避短方可充分体现该种结构形式的优越性，为国内建筑业向前发展带来巨大动力。
参考文献：
【1】安德烈德普拉泽斯(瑞士).建构建筑手册[M].大连理工大学出版社，2007.
【2】熊挺，周诚，李洪泉.多层钢结构设计要点[J].工业建筑，2005年第35卷.
【3】陈绍番.钢结构[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.