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1鋼結構形式在建筑設計中的優越性

到目前為止，我國的建筑設計所采用的結構形式大多數都是混凝土結構。但當建筑設計人員在采用這種結構形式時所遇到的一些麻煩，現在想來，似乎鋼結構可以解決。第一是建筑物的凈高問題，混凝土梁按經驗來說要做到跨度的1/8-1/10，在設計過程中建筑設計人員會經常為建筑的凈高而苦惱，而采用鋼結構可以有效提升樓層的凈高。因為鋼結構梁可以做得比混凝土結構矮，而且許多管道可以從鋼梁通過。因為規范限制，24m以上的建筑有更嚴格的要求，因此如何在24m內做出更多的建筑面積成為開發商關心的問題。此外鋼結構可以做出大跨度的結構。同樣跨度，鋼結構可以比混凝土結構的梁矮很多。對于跨度更大的特殊用途的建筑，也只有采用鋼結構才能滿足要求。所以從建筑的功能角度來說，鋼結構具有極大地優越性。

2鋼結構形式對建筑建筑造型的影響

建筑學的視角除了功能的角度外，還有形式，這是繞不過的。建筑有藝術方面的屬性，建筑以視覺形式為載體傳達藝術的訴求。結構一方面可以是視覺形式的支撐，一方面結構本身便可成為視覺藝術的欣賞對象。鋼結構在建筑造型方面的作用，很重要的一點體現在鋼結構的精美的節點。其實不論建筑形式總體做得怎么好，人們總是先被細微處的材料和節點感動。由于鋼結構的輕盈，其節點往往可以達到一種精致的視覺效果。不論是網架中的球鉸，還是鉚接或螺栓連接的釘頭，抑或是如欄桿等鋼制構件，都以一種精美的品質散發著熠熠光輝。尤其是當一束光從窗戶打到鋼結構的節點上時，你就能感到一種技術的光輝。建筑師倫佐-皮亞諾（RenzoPiano）也是瘋狂執著于節點的設計，他曾長時間花費放下建筑設計而執著于節點的設計。鋼結構是屬于現代的建筑造型手段，現代主義曾一度以鋼和玻璃作為代表。為何我們會如此癡迷于鋼制的構件呢，不論是建筑中的還是機器中的。這大概是精確地幾何體和明確的外形使人能以理性感知，感受到一種清晰感，這是理性的力量。現代主義也宣稱絕對理性。反觀我國目前的建筑設計，大多數建筑設計人員在處理整體造型上用心，而在處理細部、構造方面缺乏經驗。其實我國傳統建筑的設計思想也是更多地從建構來思考問題的。我國歷史上諸多的木結構建筑其精美的節點是技術與藝術的完美結合。目前我國建筑界也在探索中國的形式，也有相當多的學者從建構角度考慮傳統建筑的問題。傳統的形式或許已經死亡(如傳統木結構)，但其設計思想仍可指導我們現在的建筑設計。比如對建構的重視。我們在設計過程中也可以從建構考慮問題，那么構造和節點的設計就不是可以照搬照抄的了。鋼結構的構造節點和構造方式無疑有很大的潛力可挖，如何賦予現代技術手段以傳統的形式是我們未來建筑師應該考慮的問題。比如馮繼忠先生的方塔園何陋軒竹節點設計。比如夏世昌先生在設計廣州水產館時創新地運用剛桁架和卷棚屋頂的結合。從這些建構設計中，我們都可以看到我國傳統建構的印記。鋼結構在建筑造型方面的貢獻除了精致的節點外，還有其輕盈的結構體系呈現出的力與美。卡拉特拉瓦是知名建筑師，他的作品都以無以倫比的結構展現出科學的美感。當我們剝離建筑的表皮把結構展露出來后，我們可以看到建筑的骨骼。建筑仿佛就是一個生物體，我們神奇的生命經過長期進化和自然選擇，具有了一種近乎完美地骨骼結構，合理清晰地建筑結構便能展露出一種生物的美感。這也是鋼結構相對于其他建筑結構所展露出的建筑造型優勢。鋼結構相對于混凝土結構加工容易，且可用輕盈的構件滿足受力的需要。因此鋼結構具有極大地靈活性，但凡建筑造型復雜的建筑形式，都仰賴于鋼結構的建筑造型能力。例如蓋里和扎哈的作品，其復雜的曲面可以通過計算機控制加工鋼材構件。而若用混凝土結構，不僅建筑造型笨重，且支模板費工費時。此處無意貶低混凝土結構，混凝土結構對于展現力量和厚重感來說是好的。

3鋼結構對建筑立面設計的影響

鋼結構的立面設計相對與混凝土的立面設計要輕松些靈活些。用混凝土結構進行立面設計時，由于粗大的梁柱和相對固定的柱網使得立面設計時略顯捉襟見肘。而輕盈的鋼結構可隨意懸掛板材，維護結構的處理也相對靈活。比如在圖書館設計中使用大片的玻璃幕墻，采用混凝土結構則不得不將柱退后，將樓板挑出，再在樓板側緣設置連接，如此柱與玻璃幕墻間的空間就不好用了，若挑梁則在玻璃幕墻后過于笨重。最后只得將樓板和幕墻分開，幕墻用獨立的結構。而若采用鋼結構，則可以直接在在鋼柱上懸掛，同時輕盈的鋼柱鋼梁也不影響玻璃幕墻的視覺效果。

4社會效益

除了形式以外，建筑學的視角應該還包括很多其他的方面。建筑有其社會屬性。從大規模建設的角度來說，鋼結構構件利于工業化生產，預制化裝配能有效縮短工期和施工成本。尤其對于大規模住宅建筑來說，單一的形制、大規模的建設都適合鋼結構的應用。此外，鋼結構除了能縮短工期、節約成本外，對于建筑的可持續利用也有卓越的貢獻。首先鋼結構構件可以回收利用，對于眾多臨時性場館建設就可采用鋼結構。對于舊建筑的改造，也多利用鋼結構進行擴建。此外，施工過程中的干作業也減少了對環境的污染。另外一點也是不得不提的。建筑不論多么實用、美觀、經濟，它都必須滿足堅固的要求。鋼結構自重輕，建筑總質量小，地震力效應小，另外鋼材延性好，相應抗震性能優良。當然混凝土建筑按規范來也能滿足一定的要求。

5結語

鋼結構形式對現代建筑設計理念和風格的確有著重大的影響，相對傳統混凝土結構，鋼結構擁有很多優點，但是我們也應看到鋼結構在現實中的使用也受到很多限制，如材料成本、防火防腐、規范的不合理和我國施工精度的問題等。隨著技術的進步和我國綜合國力的提高，如果時機成熟鋼結構必然會盛行，作為建筑設計人員也應在以后的設計中不斷了解鋼結構的內涵。