绿色环保的钢结构建筑

第一篇：绿色环保的钢结构建筑

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绿色环保的钢结构建筑

摘要：钢结构因其自重较轻，强度较高，抗震性较强，隔音、保温、舒适性较好等特点而在建筑工程中得到了合理、迅速的应用，其应用标志着建筑工业的发展。伴随着我国社会经济的发展及科学技术的日趋完善，钢结构的生产也实现了质的飞跃。钢结构具备绿色建筑的条件，是有利于保护环境、节约能源的建筑，它顺应时代的发展和市场的需要，正逐渐成为中国建筑的主流，同时也为住宅产业化的尽早全面实现奠定了坚实基础。

关键词：钢结构建筑；绿色环保

一、钢结构的优点及其应用的必然性

钢结构住宅是指以钢结构为主要承重结构，以轻型建筑墙体材料为围护结构的住宅。作为绿色建筑的主要代表，钢结构住宅具有自重轻、建设速度快、性能好、节能、节材、节水、节地、抗震等优异性能。通常由型钢和钢板等钢材制成各种建筑构件，表现形式为钢梁、钢柱、钢桁架等，并采用焊缝、螺栓或铆钉的连接方式，将各部件拼装成完整的结构体系，再配以轻质墙板或节能砖等新型材料作为外围墙体建造而成。当前，国家大力提倡发展节能省地型住宅，推广住宅产业化，特别是在一些大中型城市，更需要解决寸土寸金的实际情况及满足人们对生活空间、生存环境等提出的更高要求，人们在追求舒适性的同时越来越注重建筑的美观性及布局的独特性；另外，低碳经济已成为全球经济发展的新潮流，在我国也同样受到高度重视。综上所述，在这样的大背景、大形势下，钢结构因其自身独特的优点应运而生，并得到广泛使用，同时，利用钢结构，通过灵活设计来实现异形建筑则成为建筑中最好的选择。钢结构建筑承载力高、密闭性好，而且比传统结构用料省，易拆除，且回收率高，另外，此建筑的外围墙体也多采用如节能砖、防火涂料等环保材料，这大大降低了钢铁污染所带来的高风险，符合国家绿色环保、节能减排的政策；同时，多用于超高层及超大跨度建筑中的钢结构，符合可持续发展的理念，能够缓解人多地少的矛盾，拓展了人们的生存空间，提高了人们的生活质量。

二、绿色施工的理念建筑施工活动在一定程度上破坏了环境之间的和谐和平衡。近年来，环保作为热门话题贯穿于各个行业，低碳、绿色环保意识不断强化，要求建筑形成的每个流程包括建筑材料、建筑施工、建筑使用等过程，都应减少化石能源使用，提高能效，不断降低二氧化碳排放量，这已逐渐成为建筑业的主流趋势。作为绿色建筑的钢结构，其施工过程更符合绿色环保的要求。相对于传统的施工活动，绿色施工是绿色建筑全寿命周期的一个组成部分，是随着绿色建筑概念的普及而提出的。绿色施工是指在建设中，以保证质量、安全等为前提，利用科学的管理方法和先进的技术，最大程度地节约资源，减少施工活动对环境的负面影响，满足节地、节能、节水、节材和环境保护以及舒适的要求。绿色施工同绿色建筑一样，是建立在可持续发展理念上，是可持续发展思想在施工中的体现。

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三、钢结构建筑适宜进行绿色施工实施绿色施工，应在设计方案的基础上，充分考虑绿色施工的要求，结合施工环境和条件，进行优化。包括以下几个环节：施工策划、材料采购、现场施工、工程验收等，各个阶段都要加强管理和监督，保障施工活动顺利进行。

1、资质审核审查施工单位现场拼装、吊装和安装的施工组织设计，重点审查施工吊装机具起吊能力施工技术措施、垂直度控制方法和屋架外形控制措施，特殊的吊装方法应有详细的工艺方案。审查施工单位的焊接工艺评定报告、焊工合格证、工作人员资格证书，其中焊接工艺评定报告中的焊接接头形式、焊接方法及材质的覆盖性、焊工合格证的焊接方法、位置、有效期等方面的内容，都要符合施工规范要求，严禁无证上岗。焊接工必须有全位置焊接的证书。

2、建筑设计在钢结构设计的整个过程中都应该强调“绿色概念设计”，它在结构选型和布置阶段尤其重要。在钢结构设计中应依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、震害、破坏机理、试验现象和工程经验中所获得设计思想，对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，要从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。另外，设计中应尽量使结构布置符合绿色节能、低碳环保、布局合理要求，并作除弹性设计外的弹塑性层间位移验算。设计时可依据前期的计算机设计程序，将其各部分构件按生产标准进行后期制作拼装，将设计与生产完美结合，在丰富建筑风格的同时提高施工效率。

3、成本预算首先，要降低材料损耗。要保证各种材料的有效利用，杜绝原材料不合理使用而造成浪费现象。其次，要加强定额管理。施工前由项目预算员测算出各工种、各部位的预算定额，然后由专业施工员根据预算定额，分任务给各施工班组，使每个工作人员明白施工目标，把经济效益与职工的劳动紧密地结合起来，充分调动职工的劳动积极性。

4、施工方法在钢结构安装与防护工作中，应建立科学有效的保障体系和操作规范。施工中，必须保证钢构件全部安装，使之具有空间刚度和可靠的稳定性。在安装之前，准备工作要做充分，包括清理场地，修筑道路，运输构件，构件的就位、堆放、拼装、加固、检查清理、弹线编号以及吊装机具的准备等。另外，做好钢结构的安装测量工作，这是钢结构工程中的关键程序，关系到整个工程的质量。测量的主要内容是：土建工序交接的基础点的复测和钢柱安装后的垂直度控制；沉降观测。

5、安全管理贯彻国家劳动保护政策，严格执行施工企业有关安全、文明施工管理制度和规定。明确安全施工责任，贯彻“谁施工，谁负责安全”的制度，责任到人，层层负责，切实地将安全施工落实到实处。加强安全施工宣传，在施工现场显著位置悬挂标语、警告牌，提醒施工人员；施工人员进入施工现场需配戴安全帽；施工机具、机械每天使用前要例行检查，特别是钢丝绳、安全带每周还应进行一次性能检查，确保完好。

6、设备选用施工单位应尽量选用高性能、低噪音、少污染的设备，施工区域与非施工区域间设置标准的分隔设施，施工现场使用的热水锅炉等必须使用清洁燃料，市区(距居民区1000米范围内)禁用柴油冲击桩机、振动桩机、旋转桩机和柴油发电机，严禁敲打导管和钻杆，控制高噪声污染，综合利用建筑废料，照明灯须采用俯视角，避免光污染等。

7、环境保护为了达到绿色施工的目的，首先，现场搭建活动房屋之前应按规划部门的要求取得相关手续，保证搭建设施的材料符合规范，工程结束后，选择有合法资质的拆除公司将临时设施拆除。其次，建设单位或者施工单位应当采取相应方法，隔断地下水进入施工 2

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区域，限制施工降水。最后，还要控制好施工扬尘，保持建筑环境的和谐。除了这些，施工单位还要做好渣土绿色运输、降低声、光排放等，保证建筑活动符合绿色环保施工要求。

四、钢结构建筑的节能优势

钢结构在建筑节能中体现出独特优势。由于其采用新型墙体材料，至少可达到节能50%以上的目标。同时，钢结构住宅具有单位体积承载力高、生产安装方便、施工周期短、抗震性能好、改建和拆迁容易、材料的回收和再利用率高等特点，是人与自然和谐可持续发展的“绿色产业”。

第二篇：绿色建筑与钢结构

绿色建筑与钢结构

什么是绿色建筑

“绿色建筑”是在全世界实现“可持续发展”的背景下提出的，上个世纪60年代意大利建筑师保罗·泰勒瑞提出了“生态建筑”(Arology，Architecture+Ecology)的概念，即绿色建筑前身。绿色建筑现在在国际上仍然缺少一个统一的概念，随着世界环境危机和能源危机的日益加剧，欧美国家提出的“生态建筑”、“节能省地型建筑”和“可持续建筑”，以及日本提出的“环境共生建筑”等都是从不同角度对绿色建筑的阐述。对绿色建筑的提法的共同特点是将建筑与环境紧密联系，突出以下三个方面：对资源和环境的影响和负荷小；能为人类提供健康舒适的生活环境；要求建筑与自然条件相融合。

我国对绿色建筑的定义：绿色建筑(Green Buildings)是指在建筑的全寿命期内，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。(摘自《绿色建筑行动方案》国务院[2013]1号文件及《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006)简言之，绿色建筑就是在全寿命周期内四节一环保，满足使用功能的同时与自然和谐共生。

我国绿色建筑评价体系：《绿色建筑评价标准》GB/T 50378—2006，评价体系共由以下六类指标组成：节能和能源利用；节水和水资源利用;节材和材料资源利用;节地和室外环境利用;室内环境质量;运营管理。《标准》适用于住宅建筑(约占我国建筑总面积的2/3)和公共建筑(限于办公建筑、商场建筑和旅馆建筑)，《标准》按满足一般项和优选项的个数将评价结果分为一星、两星、三星3个级别。

我国绿色建筑评价体系国家层面激励政策：2012年4月，财政部和住建部印发了《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》(财建167号文)，明确提出了全国绿色建筑发展的主要目标和财政措施。

2013年1月国务院办公厅转发了发展改革委、住房城乡建设部《绿色建筑行动方案》(国务院[2013]1号文件转发)，明确提出了全国绿色建筑发展的重要任务和保障措施。我国绿色建筑评价体系-地方标准：目前，全国已有20余个省市编制了地方绿色建筑评价相关的标准。例如上海市工程建设规范《绿色建筑评价标准》(DG/TJ08-2090-2012)

国外绿色建筑评价体系：美国能源及环境设计先导计划(LEED，Leadership in Energy & Environmental Design)通过6方面对建筑项目进行绿色评估，包括：可持续的场地设计；有效利用水资源；能源与环境；材料和资源；室内环境质量；革新设计。LEED评价结果的4个等级：合格认证、银奖认证、金奖认证、铂金认证。

英国建筑环境评价方法BREEAM评估的内容包括：建筑性能；设计建造；运行管理。评价条目包括：管理——总体的政策和规程；健康和舒适——室内和室外环境；能源——能耗和CO2排放；运输——有关场地规划和运输时的CO2排放；水——消耗和渗漏问题；原材料——原料选择及对环境的作用；土地使用——绿地和褐地使用；地区生态——场地的生态价值；污染——(除CO2外的)空气和水污染。BREEAM评价结果的4个等级：合格、良好、优良、优异。德国可持续建筑评估体系(DGNB，Dentsche Guetesiegel Nachhalteges Bauen)。日本建筑环境效能综合评估系统(CASBEE，Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency)。加拿大绿色建筑挑战计划(GBTool，Green Building Challenge)。绿色建筑关键字

一般建筑对人类环境的不利影响。其中之一就是建筑材料对人类环境的影响：原料生产、部品加工—人工建筑材料带来的问题；自然资源破坏严重；传统建筑材料生产耗能大；传统建筑材料生产碳排放大。一般建筑材料对人类环境的不利影响：比如我国2003年的水泥产量为7.4亿吨，而同期世界总产量为16亿吨，我国水泥产量占世界总产量的47%，生产消费1吨水泥=石灰石1吨+水0.6吨+沙子2吨——排放CO21吨。2003年我国消耗：石灰石

7.4亿吨、水4.44亿吨、沙子14.8亿吨、排放CO27.4亿吨。

我国土木工程的快速发展，是以对资源的极大消耗、对环境和自然景观、生态的破坏为代价而实现的。土木工程的可持续发展已经成为我们不得不面对的问题。常规施工建设对人类环境的不利影响，土木工程建设带来的问题——浪费资源情况比较严重，我国每年建成房屋的95%以上属高能耗建筑，单位建筑面积能耗是气候相近发达国家的3倍；我国钢材利用率仅为65%，而发达国家大多在80%以上。在我国，建筑能耗已接近社会终端总能耗的30%；建筑工程的材料消耗量占全国总消耗量的比例大约为：钢材占25%，木材占40%，水泥占70%；每年新建工程产生垃圾约4000万吨。使用、拆除过程对人类环境的不利影响，使用过程带来的问题：耗能大，碳排放大；采暖制冷、生活垃圾破坏自然和谐。拆除过程带来的问题：大量建筑垃圾；大量粉尘污染环境。

土木工程行业资源浪费、破坏环境的有所表现：设计求异，建筑能耗高，如有的工程用钢指标高达712公斤/平方米，创造了世界最高耗钢量的记录，并出现了屋顶结构自重达到活荷载10倍以上、占总荷载70%以上的极不正常现象，为其安全性埋下隐患。为了形成建筑师刻意营造的杂乱无规律的外表图像，次结构的构件和节点都将扭曲，受力最大的部位不得不采用昂贵的Q460、厚度达110毫米的厚钢板，增加了制作和安装的难度，延长了工期，其制作和安装的单位造价上升到了一般大型钢结构建筑的一倍以上。工程总造价高昂。还有的工程设计求异，建筑能耗高，建于8度抗震设防区工程，高度为234米的超高层建筑，建筑方案为高空大悬挑的倾覆性不平衡体型，整体前倾且在高空悬臂外伸75米的建筑造型已无法得到抗震合理的结构体系，用钢指标高达296公斤/平方米，总用钢量14万吨，是世界用钢量最大的单体建筑。造成资金和能源的巨大浪费，并给主楼的抗震设计留下了无法弥补的隐患。

规划滞后，大拆大建：城市规划不甚合理，大片的拆建现象比比皆是，官员决策，随意修改城市规划，大拆大建的情况比较突出，很多城市不切实际的兴建大学城、科技开发区和经济技术开发区，造成土地资源的极大浪费。建筑寿命短：建筑寿命短主要有两个方面的原因，其一，建筑质量本身不过关，其二，城市规划变动频繁，2011年3月，南京太平南路一地铁施工点附近的一排梧桐“修整”后留下树干，树身上喷涂了迁移编号。片面追求政绩工程，不合理的城市规划及盲目的旧城改造，导致了环境污染，绿色资源破坏。

绿色建筑关键字就是节能、能源利用；节水、水资源利用；节材、优质材料利用；节地、土地资源利用；室内外环境保护及生态环境；绿色施工；运行信息管理、绿色运行管理；可持续建筑。

绿色建筑的使命

绿色建筑与社会可持续发展的关系，社会可持续发展的根本要求：自然资源的可持续利用，满足社会的长期需要；环境保护符合人类生存的基本条件。实施“四节一环保”是可持续发展的具体化。绿色建筑的要求：绿色建筑以社会可持续发展思想为基础；推行绿色建筑是社会可持续发展思想的继承、创新与具体实施。绿色建筑的内涵：安全性；适用性；经济性；耐久性；四节一环保；绿色施工；使用过程的节能性；拆除可重复利用。绿色建筑行动的实施：实施各阶段有规划、设计、施工、运行使用阶段、维护阶段等。各阶段实施者：注册规划师；注册建筑师；注册结构师；注册设备工程师；注册土木工程师。

钢结构建筑的优势

有以下几大特点：安全可靠——材质均匀；力学性能清楚；计算及分析规范成熟。抗震性能好——我国70%以上城市在抗震区，地震灾害频发，钢结构建筑具有良好的抗震性能。钢材延性好——能利用钢材塑性变形耗能；钢结构建筑震害少、震害轻。耐久性好——材料性能不因时间长而损伤；正常维护下可以长期使用，不受时间限制。减轻地基受力——钢结构建筑自重较轻，减轻地基受力。增加使用面积、减小建筑总高度——钢材强度大，梁、柱、墙、板等截面小；结构构件轻量化，降低建筑自重。全部工厂制作——质量有保证，部品品质高，安全耐久；节能、节水、环保、减排。安装简单、建设工期短——现场机械化施工，部品工厂化制造，建设工期短。结构和构件轻、运输方便——运输量少、节能，运输过程中对环境污染小。易拆除，部品可重复利用、材料可循环利用等优点。综上所述，钢结构具有轻、快、好、省的优点，目前是绿色建筑最佳的结构形式。

推广绿色建筑的建议

推广绿色建筑存在的瓶颈：经济瓶颈：增加的费用谁买单？建筑收益谁保证？理念瓶颈：增加人力、财力投入有无必要？科技瓶颈：绿色建筑的科技成果缺乏；研究项目资金谁提供？科技成果谁支持？人才瓶颈：缺少具有绿色建筑的设计和施工技术等方面的人才。

发展绿色建筑的建议：发展方向——工业化建造的绿色钢结构建筑，部品制备工厂化；部品和设计标准化；部品制备和现场施工机械化；管理信息化(BIM)。政府支持——向社会宣传；给技术政策；搭研发平台；改善竞争环境；给开发商、设计和施工单位必要的经济激励高校参与：培养人才；完善技术体系。企业——创自己的绿色品牌；提高技术附加值。行业协会——引导产学研合作；引领产业发展。社会——改变观念；适应绿色(建筑)生活方式。

第三篇：现代钢结构与绿色建筑

现代钢结构与绿色建筑

为了阐述现代钢结构和绿色建筑的特征，结合点评国内外大型钢结构工程，说明优良的钢结构才是绿色建筑。关于现代结构，美国著名结构大师、康乃尔大学L.C Urquhart教授有如下一段精彩论述：Modern structural engineering tends to progress toward more economic structures through gradually improved methods of design and the use of higher strength materials.This results in a reduction of cross-sectional dimensions and consequent weight savings.由于钢材具有较高的强度，因此，由型钢(含钢板)和高强钢丝等组合连接(焊接、高强螺栓)而成的钢结构骨架，就具有绿色建筑的特质。钢结构固有的三大核心价值：最轻的结构；最短的工期；最好的延性。在建筑全寿命周期内，最大限度地节约，最轻的结构假想强度受压高度(节能、节地、节水、节材)，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适应和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。绿色建筑为人类提供一个健康、舒适的活动空间，同时最高效率地利用能源、最低限度地最短的工期工厂焊接、工地高强螺栓拼装影响环境的建筑物。节约能源；建筑适应气候；材料资源的再生利用；尊重用户；尊重地理环境；整体的设计观。

1991年兰达·维尔和罗伯特·维尔合著《绿色建筑——为可持续发展而设计》一书。发达国家探索可持续建筑之路，名为“绿色建筑挑战”，即采用新材料、新技术、新设计方法、新设备、新工艺，实行综合化设计，使建筑在满足功能时所耗资源、能源最少。最伟大的美国建筑、结构大师富勒(Fuller)提出结构哲理：少(费)多(用)——以最少的结构提供最大的承载力(Doing the Most with the Least)。

钢结构节材是绿色建筑最重要的内容，是结构工程师一生追求的光荣事业，然而我国所谓的绿色建筑政策，仅指建筑墙体的节能、太阳能利用等，而对钢结构骨架的节材几乎闭口不谈。这样，就导致我国不少大型钢结构的笨重和怪异。目前，我国设计与施工的现状是：“设计”创造困难，“施工”也要上。优良的钢结构才是绿色建筑，优良的钢结构必须是结构骨架节材，墙体节能，最大限度地满足功能，最低限度地影响环境，为人们提供健康，舒适的活动空间。并能在建筑全寿命周期内，满足可持续发展理念。在高层全钢结构和大跨度钢屋盖中，100多年来，先进国家大量采用钢结构(日本的钢结构数量已超过70%)，并能基本上实现钢结构固有的三大核心价值。世界高层全钢结构前三名都在美国，其中，有座建筑的箱形柱截面仅450毫米×450毫米，厚度7.5毫米~12.5毫米；下面柱距加大，未设转换层；吊装件高三层楼，全部采用高强螺栓现场拼装，与我国几乎100%的现场焊接拼装形成鲜明的对比。根据文献：“结构体系的优秀性与G/P成反比(G—钢材用量，P—建筑总重)，一般是：优秀设计G/P=0.2~0.3；平庸设计G/P=0.4~0.5；拙劣设计G/P=0.6~0.7”。世界最先进的大跨度屋盖结构——美国乔治亚穹顶(Georgia Dome)，1996年第26届奥运会主场馆椭圆平面240.79米×192.02米，(屋顶+外环)用钢量达到先进水平。

改革开放以来，我国钢结构建筑发展迅速。但也产生了不少笨重、怪异的钢结构，与绿色建筑相佐。沈祖炎院士在《影响中国——第二届中国钢结构产业高峰论坛》的主题报告中严正指出：“近年来涌现的与轻、快、好、省理念背道而驰的技术现状令人担扰”。中国建筑金属结构协会姚兵会长在《影响中国——第二届中国钢结构产业高峰论坛》大会上的讲话也指出：“钢结构不是说体量有多大，或者说要多用钢，而是说要合理用钢，并不是把钢结构建筑建成钢结构碉堡”。上海浦东机场是一座优秀的钢结构建筑，张弦梁(String beam)属于屋盖弯矩结构(Moment-Resisting Structures)，它的跨度都未超过100米，说明结构方案好。它把结构力度与建筑的空间艺术美有机地结合起来，即袒露具有美学价值的结构部分——自然地显示结构，达到巧夺天工的震憾效果。成都双流国际机场，也是一个成功的作品。旅客置身其中，感到轻快，转角处理简洁。

现代钢结构设计最关键的两大步骤——正确选择结构方案和正确估计结构的截面高度，钢结构精心设计一般有四大步骤：结构方案(概念设计)；结构截面高度；构件布局(短程传力、形态学与拓朴原理)；结点(node)小型化。其中，结构方案、结构截面高度极为重要。为了正确选择结构方案(概念设计)，必须首先进行结构分类。屋盖空间结构是一种由形状而产生效益的结构，也叫形效结构(Formative Structures)，这类结构的用钢量很少。因此，大跨度屋盖(直径D或跨度L≥100米)必须采用屋盖空间结构；屋盖弯矩结构的用钢量按跨度的平方成正比增加，只能用于中、小跨度中。广东奥林匹克体育场(桁架)悬臂52.4米，每平方米用钢量200公斤(屋盖弯矩结构)；美国乔治亚体育馆(索穹顶)椭圆240.79米×192.02米，每平方米用钢量30公斤(屋盖空间结构)；国家大剧院(网壳)椭圆平面212米×143米，每平方米用钢量292公斤(屋盖空间结构)；深圳宝安体育馆辐射桁架，D=101.4米，悬臂48.295米每平方米用钢量68公斤(屋盖弯矩结构)；湛江电厂干煤棚(四柱支承平板网架，柱距79.8米)每平方米用钢量70.3公斤(屋盖弯矩结构)。

对于重屋面，h的取值可增大；适用跨度(L或D)可减少。下面对一些钢结构工程进行点评。深圳宝安体育馆采用径向管桁架结构(相贯节点)，实现了中央节点小型化。跨度D=101.4米，最大悬壁48.295米，法国建筑师(方案中标者)认为：桁架悬挑处的高度取5米(=L/10)才美观，经过作者力争，最后采用6.5米，它是悬臂长度的1/7.43>1/7.5，用钢量仅每平方米68公斤。为了发挥万向支座的刚度系数3kN/mm，支座圈内的下弦杆起拱，受力更合理，更醒目。国家大剧院，椭圆平面：212米×143米，跨度>100米，结构方案选择网壳(屋盖空间结构)是正确。但在上机前，把结构的截面高度选得太大，用钢量高达每平方米292公斤，根据美国教授司密斯(Smith M.G)1963年对166个已建大跨度屋盖(11种)进行分析，这种跨度的网壳结构用钢量不超过每平方米80公斤。广东奥林匹克体育场的建筑理念是：珠江的水、波涛滚滚，美国Nixon Ellerbe Racket公司中标。主桁架MT悬臂L=52.4米，用钢量高达每平方米200公斤。为了减少桁架弦杆的应力：具体措施是：将原主桁架MT的等高度h=5.2米改为变高度：h=3米~7米桁架；将MT弦杆开口型H截面：H 570×450×125×125改为闭口圆钢管，有效提高f值；用弱支撑连接两片“波涛”，以满足抗震的两阶段设计：“小震”时弱支撑不坏，整体刚度好；“大震”时，支撑坏，刚度降低，地震力减小，整个结构不倒；拉索由2-337 7改为2-150 7，把索的安全系数控制在2.5~3。ff通过上述四点改进，用钢量可由原每平方米200公斤降低到约每平方米80公斤。北京某客站一个结构跨度L=45.6米<100米，选择用预应力钢桁架方案是正确的，但桁架高度h=8米=L/5.7就选错了，预应力钢桁架的合理高度取h=L/18~h/15=2.53米~3.04米即可。即使普通钢桁架，高度取h=L/12~L/10=3.80米~4.56米。可见，设计是硬道理，“硬”设计就没有道理！硬道理在哪里？就是结构工程师要利用力学功底和结构理论正确选择结构方案，并在上计算机前，正确估计结构截面高度。否则，一旦结构截面高度选错，后续的所谓优化也是几乎无用的。因此，钢结构精心设计的最关键的两步，对结构工程师来说极为重要。

第四篇：绿色建筑最佳结构形式——钢结构

绿色建筑最佳结构形式——钢结构

随着国家的发展，现在人们越来越意识到生态环境的重要性，绿色建筑也逐渐出现在人们的视野里。我国对绿色建筑（Green Buildings）的定义是：在建筑的全寿命期内，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

中国工程院院士、同济大学教授沈祖炎在“第一届钢结构绿色建筑院士高峰论坛”上提出，“轻、快、好、省”是对钢结构建筑特点的最好诠释。

“轻”是指材料之“轻”，据介绍，钢结构住宅的“轻”主要体现在容重上，质轻高强是钢材很重要的一项特征，钢筋混凝土容重在25左右，钢材的容重在78左右。因此，达到相同等级的强度，钢材的用量要远远小于钢筋混凝土，这样一来，不仅节省原材，钢结构住宅的重量也大幅减少，在住宅产业化背景下的施工模式中，钢结构住宅的运输成本大大降低。同时，钢结构自重轻,地震作用小,更易于采用结构振动控制措施,减弱结构振动,结构的抗风、抗震能力更为优异。

“快”是指建造之“快”，由于好多部件都在工厂的流水线上进行标准化生产，现场只需要像搭积木一样将各种结构组件拼装在一起，工地只是一个用来机械化组装的场所，因此建造起来会非常快，钢结构的“快”是其降低造价的“杀手锏”，这样不仅节省了劳动力，还从根本上改变了传统建造方式效率低、质量不稳定的现状。“工期缩短，资金成本、人力成本、管理成本都大大下降。”

“好”是指质量之“好”，当前我国的建筑工艺依然延续传统模式，大部分要依靠现场湿作业、“劳动手工制造”的住宅生产方式。但是因为工人能力水平的局限和建材性能，这种施工生产方式容易导致建筑后期出现质量问题。而钢结构由于采用标准化制作、工业化生产，可以从工厂就严控施工标准，更能实现主体结构精度误差以毫米计算，过去住宅建造质量参差不齐的格局将得到根本性改变，由钢结构住宅引领的建筑质量革命已经到来。

“省”是指造价之“省”，传统混凝土住宅费时、费材、费环境，相较之下，钢结构住宅省时省力、节材节能、绿色环保的综合社会效益是其最具竞争力的要素。作为绿色建筑的典型代表，钢结构建筑节材环保已是行业共识，也代表着新型城镇化道路以及推进生态文明大背景下，住宅产业发展的不二方向。但是要想进行大规模的应用，“省钱”才是众多住宅开发商最关心的问题。

那么除了“轻、快、好、省”这四个特点外，钢结构还有那些特点呢？沈祖炎说，中国钢结构建筑的优势表现在以下九个方面：

一是安全可靠。具体表现在建筑材质均匀、力学性能清楚、计算及分析规范成熟。

二是抗震性能好。我国有70%以上的城市位于地震多发地带，钢结构建筑具有良好的抗震性能，钢材的延性好，钢结构建筑可以缓解地震灾害所带来的损失。

三是耐久性好。钢结构建筑材料性能不因时间长而损伤，正常维护下可以长期使用，不受时间限制。

四是可减轻地基受力，这是因为钢结构建筑自重较轻。

五是可增加房屋的使用面积，减小建筑总的高度。钢材强度大，梁、柱、墙、板等截面小，结构构件轻量化，可有效降低建筑自重。

六是可全部工厂制作，质量有保证，部品品质高，具有节能、节水、环保、减排的功效。

七是安装简单，建设工期短。钢结构建筑为现场机械化施工，部品工厂化制造，建设工期短。

八是结构和构件轻，运输方便，且在运输过程中对环境污染小。

九是易拆除，部品可重复利用、材料可循环利用。

沈祖炎表示，以上九大优势再次说明钢结构具有轻、快、好、省的优点，是绿色建筑最佳的结构形式，随着越来越多的钢结构建筑走进人们的视野，相信其会给人们创造一个不一样的未来！

第五篇：建筑钢结构论文：浅谈钢结构建筑的绿色施工

建筑钢结构论文：浅谈钢结构建筑的绿色施工

摘要：

钢结构作为现代的“绿色建筑”，因其具有自重轻、施工周期短、投资回收快、安装容易、抗震性能好、环境污染少等特点而被广泛应用于住宅、厂房办公、商业、体育和展览等建筑中，且发展迅速。而如何将钢结构在保证质量达标、满足使用性能的情况下进行绿色施工，实现环保，则是建筑业界各人士应深刻思考的问题。

关键词：

钢结构；绿色施工

钢结构因其自重较轻，强度较高，抗震性较强，隔音、保温、舒适性较好等特点而在建筑工程中得到了合理、迅速的应用，其应用标志着建筑工业的发展。伴随着我国社会经济的发展及科学技术的日趋完善，钢结构的生产也实现了质的飞跃。钢结构具备绿色建筑的条件，是有利于保护环境、节约能源的建筑，它顺应时代的发展和市场的需要，已成为中国建筑的主流，同时也为住宅产业化的尽早全面实现奠定了坚实基础。

一、钢结构的优点及其应用的必然性

钢结构建筑是以钢材作为建筑的主体结构，通常由型钢和钢板等钢材制成各种建筑构件，表现形式为钢梁、钢柱、钢桁架等，并采用焊缝、螺栓或铆钉的连接方式，将各部件拼装成完整的结构体系，再配以轻质墙板或节能砖等新型材料作为外围墙体建造而成。

当前，国家大力提倡构建和谐社会，发展节能省地型住宅，推广住宅产业

化，特别是在一些大中型城市，更需要解决寸土寸金的实际情况及满足人们对生活空间、生存环境等提出的更高要求，人们在追求舒适性的同时越来越注重建筑的美观性及布局的独特性；另外，低碳经济已成为全球经济发展的新潮流，此趋势在我国也同样受到高度重视。综上所述，在这样的大背景下，在此形势的驱动下，钢结构因其自身独特的优点应运而生，并得到广泛使用，同时，利用钢结构，通过灵活设计来实现异形建筑则成为建筑中最好的选择。钢结构建筑承载力高、密闭性好，而且比传统结构用料省，易拆除，且回收率高，另外，此建筑的外围墙体也多采用如节能砖、防火涂料等环保材料，这大大降低了钢铁污染所带来的高风险，符合国家绿色环保、节能减排的政策；同时，多用于超高层及超大跨度建筑中的钢结构，符合可持续发展的理念，能够缓解人多地少的矛盾，拓展了人们的生存空间，提高了人们的生活质量。

二、绿色施工

建筑施工活动在一定程度上破坏了环境之间的和谐和平衡。近年来，环保一直作为热门话题贯穿于各个行业。在低碳建筑时代，在绿色意识不断强化的今天，建筑形成的每个流程包括建筑材料、建筑施工、建筑使用等过程，都应减少化石能源使用，提高能效，不断降低二氧化碳排放量，这已逐渐成为建筑业的主流趋势。作为绿色建筑的钢结构，其施工过程更应符合绿色环保。

相对于传统的施工活动，绿色施工是绿色建筑全寿命周期的一个组成部分，是随着绿色建筑概念的普及而提出的。绿色施工是指在建设中，以保证质量、安全等为前提，利用科学的管理方法和先进的技术，最大程度地节约资源，减少施工活动对环境的负面影响，满足节地、节能、节水、节材和环境保护以及舒适的要求。绿色施工同绿色建筑一样，是建立在可持续发展理念上，是可持

续发展思想在施工中的体现。

三、钢结构建筑的绿色施工

实施绿色施工，应在设计方案的基础上，充分考虑绿色施工的要求，结合施工环境和条件，进行优化。绿色施工包括以下几个环节：施工策划、材料采购、现场施工、工程验收等，各个阶段都要加强管理和监督，保障施工活动顺利进行。

1、资质审核

审查施工单位现场拼装、吊装和安装的施工组织设计，重点审查施工吊装机具起吊能力施工技术措施、垂直度控制方法和屋架外形控制措施，特殊的吊装方法应有详细的工艺方案。审查施工单位的焊接工艺评定报告、焊工合格证、工作人员资格证书，其中焊接工艺评定报告中的焊接接头形式、焊接方法及材质的覆盖性、焊工合格证的焊接方法、位置、有效期等方面的内容，都要符合施工规范要求，严禁无证上岗。特别应注意是焊接工必须有全位置焊接的证书，而不是一般水平位置焊工证书。

2、建筑设计

在钢结构设计的整个过程中都应该强调“概念设计”，它在结构选型和布置阶段尤其重要。在钢结构设计中应依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、震害、破坏机理、试验现象和工程经验中所获得设计思想，对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，要从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。另外，设计中应尽量使结构布置符合规则性要求，并作除弹性设计外的弹塑性层间位移验算。设计时可依据前期的计算机设计程序，将其各部分构件按生产标准进行后期制作拼装，将设计与生产完美结合，在丰富建筑风

格的同时也提高了施工效率。

3、成本预算

首先，要降低材料损耗。要保证各种材料的有效利用，杜绝原材料不合理使用而造成浪费现象。其次，要加强定额管理。施工前由项目预算员测算出各工种、各部位的预算定额，然后由专业施工员根据预算定额，分任务给各施工班组，使每个工作人员明白施工目标，把经济效益与职工的劳动紧密地结合起来，充分调动职工的劳动积极性。

4、施工方法

在钢结构安装与防护工作中，应建立科学有效的保障体系和操作规范。施工中，必须保证钢构件全部安装，使之具有空间刚度和可靠的稳定性。在安装之前，准备工作要做充分，包括清理场地，修筑道路，运输构件，构件的就位、堆放、拼装、加固、检查清理、弹线编号以及吊装机具的准备等。另外，钢结构的测量，这是钢结构工程中的关键程序，关系到整个工程的质量。测量的主要内容是：土建工序交接的基础点的复测和钢柱安装后的垂直度控制；沉降观测。

5、安全管理

贯彻国家劳动保护政策，严格执行施工企业有关安全、文明施工管理制度和规定。明确安全施工责任，贯彻“谁施工，谁负责安全”的制度，责任到人，层层负责，切实地将安全施工落实到实处。加强安全施工宣传，在施工现场显著位置悬挂标语、警告牌，提醒施工人员；施工人员进入施工现场需配戴安全帽；施工机具、机械每天使用前要例行检查，特别是钢丝绳、安全带每周还应进行一次性能检查，确保完好。

6、设备选用

施工单位应尽量选用高性能、低噪音、少污染的设备，施工区域与非施工区域间设置标准的分隔设施，施工现场使用的热水锅炉等必须使用清洁燃料，市区(距居民区1000米范围内)禁用柴油冲击桩机、振动桩机、旋转桩机和柴油发电机，严禁敲打导管和钻杆，控制高噪声污染，综合利用建筑废料，照明灯须采用俯视角，避免光污染等。

7、环境保护

为了达到绿色施工的目的，首先，现场搭建活动房屋之前应按规划部门的要求取得相关手续，保证搭建设施的材料符合规范，工程结束后，选择有合法资质的拆除公司将临时设施拆除。其次，建设单位或者施工单位应当采取相应方法，隔断地下水进入施工区域，限制施工降水。最后，还要控制好施工扬尘，保持建筑环境的和谐。除了这些，施工单位还要做好渣土绿色运输、降低声、光排放等，保证建筑活动符合绿色要求。

绿色施工作为在建筑业落实可持续发展战略的重要手段和关键环节，已为越来越多的业内人士所了解、关注和重视。但是我国到目前为止仍没有专门的针对绿色施工的评价体系，缺乏确定的标准来衡量施工企业的绿色施工水平，这对绿色施工的推广和管理造成了障碍。作为建筑施工单位，需要打破传统的建筑观念，不断学习、不断探索、不断创新，充分发挥绿色建筑—钢结构的建筑优势，做好钢结构的绿色施工，努力推动我国建筑业的健康、持续发展。