摘 要：钢结构住宅属于高效率，高技术的产业，加快钢结构住宅的研究与发展，将促进我国建筑业向技术密集型产业转化。近年来，我国钢结构住宅的性能和技术要求已经明确，关键技术已取得了突破性进展。钢结构住宅具有环保和可持续发展的概念，他将成为我国建筑现代化发展的一个重要标志。
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一、钢结构建筑的发展历史及背景
我国自1949年全国解放后，钢结构就在大跨重型工业厂房、大型公共建
筑和高耸结构中得到了应用。尤其是近20年来，钢结构更加广泛应用于土木工
程的公共建筑中，比如沈阳桃仙国际机场屋盖，北京天文馆新馆工程等，我国目前不仅能生产各种类型的建筑钢材，同时钢材生产的新技术、新工艺、新产品日益也增多，如彩钢压型板、彩钢复合板、彩钢扣板、拱形厂房及彩钢制品等的生产，使建筑结构充满现代化时代气息，实际证明钢结构建筑在我国更具有广阔的发展前景。
二、现代钢结构的建筑特点
(一)预工程化程度高，建设成本降低，工期缩短
钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，提高了建筑预期工程不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结构建筑的预工程化使材料加工和安装一体化，大大降低了建设成本;并且加快了施工速度，使工期能够缩短40%以上，从而加快了房地产开发商的资金周转速度，使建筑能更早投入使用。
(二)建筑与结构的设计与功能一体化，使建筑更富有功能化
在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体，构件，节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化以便随后的各个设计环节进行下去，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。北京2008年奥运会国家体育场投标方案中有许多方案都体现了钢结构建筑的这一特点。例如清华大学建筑设计院设计的可开合式方案，在体育场大屋面的中央设置两个半圆型的玻璃顶面，同时相对旋转、平行滑动完成大屋面的开合;又如中国建筑设计研究院场馆方案外观即为建筑的结构，形象完美纯净，功能与结构达到了完美统一。
(三)钢结构建筑能够满足超高度和超跨度的要求
钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，强度高，弹性模量亦高。其密度与强度的比值远小于砖石，混凝土，木材，在同样受力情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。现在人类已具有建造跨度超过1000米的超大穹顶与高度超过1000米最高至4000米的超高层建筑的能力。并且钢索与膜结构相结合形成索膜结构体系更能满足建筑对跨度的要求， 使这类型建筑成为标志性建筑。
(四)原材料可以循环使用，有助于环保和可持续发展
发展钢结构对于资源，能源都非常短缺的我国意义尤为重大。目前国际上引
人瞩目的新型住宅产品已引入我国，其环保节能的特点主要体现在：
(1)该类型住宅采用全封闭式保温隔热防潮系统，温度变化小，热损失低。不论冬夏，都具有舒适当居住环境。室外0摄氏度时，室内仍可以保持17摄氏度以上;在室外温度达到30摄氏度的情况下，室内温度仅为21摄氏度左右。
(2)与砖混结构住宅相比，可节能60%以上，冬夏季空调设备可节约耗电30%以上，结构的废旧利用为100%，与砖混结构比较，同样楼层净高条件下，钢结构维护墙体面积小，节约空调所需能源，减小维护费用。
三 钢结构建筑设计与技术表现
(一) 钢结构建筑设计的技术表现
建筑形象的构思是一个概念形象的创作过程，是建筑创作的难点之一，也是建筑设计中备受关注的核心问题之一。回顾工业革命以来建筑与科学技术关系的发展，可以明显地发现建筑对技术变革反应的迟滞性，这从一个侧面反映了建筑学在社会文化当中的深层地位，以及建筑学与人的生活方式的密切联系。另外方兴未艾的信息革命正在广泛地渗透并涉及社会活动的每个领域，使现代科学思维融入到建筑设计中，新项目的建筑和景观设计方法发生了巨大的变化。建筑设计
的宗旨也从单纯的追求美发展到追求问题的合理解决，从根本上改变了人们以往对建筑的认识和设计方式，并最终影响了人类千百年来形成的传统建筑观。
(二) 钢结构建筑细部设计有较高要求
在现代钢结构建筑中，各种金属结构杆件、连接金属杆件的节点细部，常常暴露在外，使建筑带有强烈的科技感。因而，对钢结构建筑来说细部质量保持较高的设计要求是非常重要的，在钢结构建筑中应受到特别重视。
(三) 建筑策划也是钢结构建筑设计与表现的影响因素
专业设计师、市场专家及开发商之间的协调，设计过程包括了持续的信息和知识的交流与整合。另外，钢结构建筑的专业化不但能提供丰富的设计知识而且能有效的整合设计资源和市场专家共同对建筑负责，使设计和业主的经营意图有效的结合起来，使项目获利和减少风险。
四 现代钢结构中建筑设计所面临的问题
(一)钢结构中建筑设计的防火问题
火灾是对钢结构建筑的最大危害，钢材虽为非燃烧材料，但钢不耐火，温度
为400度时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半，温度达到600度时，钢材基本损失全部强度和刚度，因此当建筑采用无防火保护措施的钢结构时，一旦发生火灾，很容易使建筑损坏。从发生的钢结构建筑火灾案例可以发现两类现象，一类为防火保护的钢结构在火灾中没有达到规定的耐火时间而破坏，另一类防火保护的钢结构在火灾中超过了预期的耐火时间而并没有破坏。建筑的构造防火问题一般在钢筋混凝土结构上较易解决， 而在钢结构建筑上则需考虑更多的因素，以下为两种常用防火措施：一是采用进口的新型防火板——保全板;二是根据钢结构的部位不同分别采用厚型或薄型的防火涂料，并在露明部位加涂装饰漆。
(二) 钢结构中建筑物理问题
1.保温。外部环境对建筑的热辐射主要从两个方面影响建筑的热环境：一
是透过窗户进入室内，并被室内表面所吸收，产生了加热的效果;二是被建筑的外围护结构表面吸收 其中一部分热量通过建筑围护结构的热传导逐渐进入内。由于玻璃可以让阳光直接射入室内从而迅速升高室温，特别是随着新型玻璃材料的不断出现，玻璃的热工性能逐步改进，建筑采光与建筑保温之间的矛盾已日趋淡化，“ 遮蔽”与“ 阻隔”走向平衡。
(1)研制、优化保温材料的构造，提高建筑热环境性能。例如在建筑物得内外表面或者外层结构的空气层中，采用高效反射材料，可以将大部分的红外射线反射回去，从而建筑物起到保温和隔热作用;此外还可运用高效节能玻璃，硅气凝胶，新型节能墙体材料，达到节能的目的。
(2)防止保温材料凝结水外保温和中间保温作法。可防止保温材料由于蒸汽的渗透积累而受潮。内保温作法则保温材料有可能在冬季受潮，外保温可避免主要承重结构受到室外温度的剧烈波动影响，从而提高其耐久性。
2.吸音。在一些建筑大厅中，尤其是在音乐厅中顶棚反射板增加的反射声几乎同时到达听众的双耳，缺少侧向反射带来的围绕感。在这类建筑的设计中，需要综合考虑材料的使用，包括吸声性能以及装饰性、强度、防火、吸湿、加工等多方面。目前广泛地应用于音质设计和噪声控制中的解决途径是：
(1)吸声材料：材料本身具有吸声特性。如玻璃棉、岩棉等纤维或多孔材料具有良好的吸声性能，由于空气的粘滞阻力、空气分子与孔隙壁的摩擦，使声能转化为摩擦热能而吸声。
(2)吸声结构：材料本身可以不具有吸声特性，但材料制成某种结构而产生吸声。如穿孔石膏板吊顶。
五、钢结构住宅将向可持续建筑方向发展
对于钢结构住宅，我们可采取以下一些措施：
(1)采取节约化措施。改进建筑热工性能，利用自然通风与采光，利用各种清洁能源和可再生能源，采用高效照明，减少采用机械设备，改经建筑热工性能手段，选择低耗能建材，利用旧建材与地方材料，采用节水设备，选择制造时耗少水的建材(如减少混凝土用量) 。
(2)采用生态化措施。在屋顶设置太阳能收集器，收集雨水，废水处理后再回用等。从土壤的成分，结构分析入手，并对坡度，地下水，土壤侵蚀，场地动植物资源，光能资源，风能资源等进行研究，以适当的建筑形式和设备措施实现顺应小气候的目标。
(3)采用人性化措施。提供更高质量的声，光，热，湿度环境和景观环境。坚强自然通风，使用热回收通风系统。
(4)采用集约化措施。实行生命周期成本预算。对各类建筑元素的原始价格，运行消耗进行测算。
六、结论
钢结构建筑设计应根据不同具体条件的不同而有所侧重，我们所提倡，发展的可持续发展观促使钢结构建筑设计越来越深入人心和受世人瞩目。
参考文献：
[1]马树新.关于广泛开展钢结构建筑设计的建议[J].建筑学报,2010.