一、鋼結構背景概述

我國使用鋼鐵建筑結構的歷史可以追溯到西漢時期的鐵索橋。建國前，我國建筑鋼行業(yè)一度落后，之道1909年詹天佑自主建造的京張鐵路橋開辟了我國鐵路鋼橋的新紀元。 建國后國家重視與發(fā)展鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)和建筑，涌現(xiàn)了一大批自主設計、施工的鋼結構建筑，建筑鋼施工技術和結構設計都得到了長足的發(fā)展。

改革開放后，建筑業(yè)進入飛速發(fā)展的新時期，建筑鋼的應用范圍不斷擴大，尤其是大跨度鋼結構、輕型鋼結構、高層鋼結構、超高層鋼結構建筑的興起，現(xiàn)如今鋼結構在建筑業(yè)發(fā)揮著不可替代的作用。

二、鋼結構的特點

在工程建筑中，目前廣泛應用的是鋼結構建設，特別是在我國的工業(yè)廠房建筑中，鋼結構運用的更多。 在實際施工時候鋼結構雖然成本比一般的工程成本要高，但是由于鋼材結構勻稱，在建筑中可以被作為很好的建筑材料，因此，在工程建設中鋼結構也是最重要的一種結構類型，被普遍的應用。 而實踐研究也證明，在受力方面，鋼結構的理論計算與實際受力幾乎不存在差距。并且，鋼結構還具有比較好的韌性和塑性，對沖擊和振動有很好的承受效果。 運用鋼結構，還可以很好的實現(xiàn)工程制造和生產(chǎn)的流水線化，而且鋼結構結構勻稱也適合安裝，在建筑工程中使用起來也比較方便。所以，應用鋼結構可以很好的促進工程提高施工速度和施工效率，讓工程可以盡快的投入到使用當中。

鋼結構建筑的優(yōu)勢主要有以下三點：

1.與混凝土結構相比較，鋼結構具備較高的抗震能力，加上鋼結構本身的重量比較輕，所以大幅降低了基底反力。

2.鋼結構的安裝速度比較快，而且其組成零件和部件等已經(jīng)實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，其焊接、開孔等作業(yè)的質(zhì)量控制措施和技術措施等已經(jīng)比較成熟，所以可在一定程度上縮短施工周期。 鋼3.結構的強度比較高，鋼材屬于強度比較高的材料，這就決定了鋼結構的建設成本較低，而且可以重復利用，有效避免了材料的浪費，屬于環(huán)保材料

三、建筑鋼結構的應用現(xiàn)狀

由于鋼結構不但污染輕，還具有強度高、自重輕、抗震性好、易安裝的優(yōu)勢。所以，傳統(tǒng)砌體與混凝土結構長期占據(jù)建筑業(yè)主體的格局伴隨著建筑鋼的應用正悄然改變。

3.1 高層鋼結構的應用 高層鋼結構一般應用于現(xiàn)代高層、超高層的建筑中。高層建筑鋼結構在我國發(fā)展迅速，目前，全國100m 以上的公共建筑僅就上海就有160多座。鋼結構技術也日新月異，從薄殼結構到網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構再到張拉結構，這些采用建筑鋼結構的房屋，外形美，空間大，工期短，性能好，為人們所青睞。

3.2 輕鋼結構應用 雖然輕鋼結構建筑是新興發(fā)展起來的技術，但卻得到國家的大力扶持與推廣，將其開發(fā)和應用作為國家重點技術創(chuàng)新項目。現(xiàn)在公共建筑、低層住宅等領域有較為廣泛的應用。

3.3 空間鋼結構應用 空間鋼結構運用于跨度較大的建筑，通常運用于需要較大空間的場所，如停車場、會議廳、火車站等。目前采用的技術結構形式主要有網(wǎng)架結構、網(wǎng)殼結構、門式剛架、拉索結構及以上不同結構的組合。

3.4 鋼結構住宅 鋼結構住宅是以鋼結構作為房屋承重的建筑結構，其空間大、重量輕、可靠性好。 我國在鋼結構運用于住宅方面因鋼材價格和技術短板等因素，范圍低于美國、瑞典等其他國家。但伴隨技術的不斷成熟、人工成本的大幅度上升和國家的大力推廣，目前，其運用具有廣闊的前景和潛力。

四、鋼結構設計的現(xiàn)狀

從大范圍的角度看，國家在鼓勵鋼結構的廣泛應用，有從業(yè)人員也打出了“藏鋼于民”的口號，但是目前行業(yè)的從業(yè)人員也開始慢慢飽和了。記得幾年前行業(yè)好的時候，上海很多學機械設計的都大量涌入鋼結構設計行業(yè)。但是需要承認的是，即便是現(xiàn)在，西部和中部的設計院也很難找到大量很有經(jīng)驗的鋼結構設計人才。

4.1高端的設計人才還是缺乏 有經(jīng)驗的設計師永遠是值錢的。不僅國內(nèi)需要這樣的人才，一帶一路的相關項目也需要這樣的人才。目前，大量的設計人員設計的作品仍然存在結構概念不清晰，用鋼量過大，結構布置不合理等問題，甚至引發(fā)了災難。

4.2鋼結構中的防火設計考慮不足 鋼結構建筑具有較差的防火能力。 在 100℃以上的受熱溫度針對于鋼材時，溫度若不斷升高，鋼材在抗拉的強度上就會逐漸降低，增大塑性的現(xiàn)象也會出現(xiàn)。 如果達到 250℃以上的溫度時，鋼材還會產(chǎn)生徐變的現(xiàn)象。如果達到 500℃以上的溫度時，會立刻變成最低的鋼材強度。 因此我們有必要按照相應的建筑設計中的防火規(guī)范，將鋼結構建筑發(fā)生火災的危險性等級有效確定，以這樣的方式讓鋼結構能夠符合耐火極限的相關要求。 并且，專業(yè)的設計人員在設計的過程中，要把保護鋼結構放在首位。

4.3 鋼結構設計質(zhì)量下降進行鋼結構設計所需的人力和物力資源比一般的建筑方案設計要大得多，而且其設計時間期限一般較短，所給予的設計經(jīng)費較少，設計任務量又較大，因此，鋼結構設計任務經(jīng)常出現(xiàn)無人接收問題，就算設計任務被接受，其設計質(zhì)量也往往是差強人意。

五、鋼結構設計的前景

由上面的分析可以看出，鋼結構的設計目前來看在現(xiàn)代化的計算理念的深度應用上還有很大的進步空間，對于設計人員的基本知識及能力要求還是很高的。 目前我國和周邊國家的經(jīng)濟發(fā)展在不斷進步，國內(nèi)外也需要更多的輕鋼廠房、鋼結構建筑等。所以，鋼結構的應用前景也是十分光明的。 目前比較典型的輕鋼結構以其 100%可回收的優(yōu)勢、簡單快捷的安裝和輕便經(jīng)濟的用鋼量受到了行業(yè)的青睞。此外，輕型鋼結構由于更好的經(jīng)濟性、設計施工的規(guī)范性、良好的美觀效果、環(huán)保節(jié)能，以較高的增長率快速發(fā)展。 由于環(huán)境的不斷惡化，我們今天更加注重環(huán)保，提倡綠色建筑。綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。鋼材作為一種可以回收加以重復利用的環(huán)保建筑材料，無論是與傳統(tǒng)的材料木材及磚石，還是現(xiàn)在應用范圍最廣的鋼筋混凝土材料相比都有很大的優(yōu)勢，其能在全周期內(nèi)很好的滿足綠色建筑的要求。因此從各方面可以看出，鋼結構在設計上即將會有一個全新的、更為廣闊的發(fā)展。

六、總結：

隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，耗能低、效率高的新型環(huán)保材料將逐步取代耗能高、效率低、危害環(huán)境的建筑材料。所以，鋼結構材料的應用中越來越廣泛。 但是在鋼結構設計中仍存在很多問題，如何根據(jù)實際需求，優(yōu)化鋼結構的設計方案，提高鋼結構的安全性、穩(wěn)定性，降低建設成本，是需要我們不斷學習的。