钢结构工业建筑的空间设计研究

摘 要：建筑空间设计主要为了满足人们日益增长的对生存环境的合理化需求，并适应当代的科学技术和文化要求。钢结构以自身优秀的受力性能以及别具一格的现代美学理念，在当前众多工业建筑的空间设计中得到更加广泛应用。

关键词：钢结构；工业建筑；空间设计

钢结构在人类的发展和建筑应用有一个渐进的形式，从资本主义的生产力大爆发中，人们对钢铁的生产加快了资本和产业技术革命，钢铁技术开始普遍应用于仓库和市场、停车场等大型建筑结构，并对钢铁技术在多层框架等的结构形式也大量应用。工业技术的迅速发展中，对于现代化的钢铁技术在设计中的美学突破，带来了钢结构工业建筑的广阔的设计空间。我国钢铁产量为世界第一，钢结构已经在国民经济和社会中被广泛应用，并具有较大的生产和应用规模和发展前景。

1 工业建筑的空间设计中钢结构所具有的物质表现

建筑空间的设计中，大多数人们都会运用材质的差异和独特性来表现对建筑空间的个性化需求。而现实中，钢结构建筑空间对于物质而言，也即是运用各种材料组合的规范在一块儿形成的新结合，具有坚硬坚固，张扬扩大，以及美观高大、冷酷等特点，有较强的时代感和标志性。由于钢结构具有自身内在的这种特性，对于建筑空间的形态发展有着震撼和直接的作用。其中材料中的表现为物理属性上，几乎和其他的物料材料都具有同样的属性，密度是7.85kg/cm3，弹性和热膨胀的系数分别为2.1×106kg/cm2和12×10-6/°C。

钢结构的性能一般具有强度高的特点，常常应用于较大荷载和跨度很长的建筑和构件等结构中。其内部的组织非常均匀，具有各向同性体，其受力的幅度具有完全的弹性，和受力的情况与实际相差无几。且钢结构的材料具有单一的性质，同时作为成材来说，加工非常方便，适合与机械化操作。对于钢结构通常都是在金属结构厂进行构件的制作，随后再运向各个工地。大多数情况下都采用非常方便的普通螺丝以及高强度的螺丝拼，也可以在地面进行必要的拼接以及焊接，组合成大单元后再吊装。这样，节省了许多施工的时间。钢结构的密度很大，一般比混凝土的密度要大，同时还比混凝土的质量和结构要轻许多。如果按照其跨度所应承受的压力和负荷来计算，对于钢结构的屋架质量要比混凝土的屋架在质量至少轻三分之一的质量，尤其是运用冷弯薄壁性的钢屋架时，能够比普通的混凝土屋架轻至少十分之一，且吊装非常简单和方便。此外，钢结构还具有较好的耐热性，能够承受的到100°C的高温天气，不会产生较大危害，如果温度在大于150°C的时候，就要考虑用隔热层进行有效的保护。钢结构的塑性及韧性具有非常好的特点，不会由于超载而担心突然断裂，也不用担心钢结构的热性，其优秀的吸收和延展性能，对钢结构来说具有很强的抗震性能。

2 钢结构材料在建筑空间中的各种材料结合

钢结构在建筑设计空间中的材料结构有很多中形成，有具有艺术性强和很个性化、有强烈特色的建筑空间，才能把钢结构的各种特性和其他材料结合起来表现出较高的协调和吻合性。例如钢结构和玻璃的结合以及钢结构和混凝土、膜材等的结合与使用中，可以更加明显地突出钢结构的特点。

对于钢结构和玻璃这两种材料的结合，在现代化建筑的空间设计中广泛应用和存在。由于玻璃具有很好的透明性，作为玻璃表面具有良好的感官作用，以及玻璃的内在质地也有很好的观赏作用，加之钢结构小断面确能承受较重的结构力这种特性，这两种材料的结合，能够体现出钢结构工业建筑的个性化空间设计，并赋予空间以新灵魂，使人们更加对钢结构工业建筑有强烈的好感和功能上更高的要求。在具体的应用中，我们常常可以见到对于休息室和办公室、大堂等设计中，对于钢结构和玻璃组合的广泛应用，不仅其采光非常有特色，还能灵活地调节室内温度以及光线等强弱。著名的例子，有贝聿铭先生设计的华盛顿美术馆的东馆大堂，其设计的空间具有和谐和美好的理念，在白天阳光可以通过钢结构玻璃顶射进大堂，在馆内的展厅和墙壁上有许多较为丰富和优美的图画，使得美术馆内具有非常独特的空间气氛，这是一项钢结构和玻璃组合的成功案例。

对于钢结构和膜材的组合方式中，其应用也具有很长的历史，两者结合可以创造出许多单曲面和多曲面，使得设计师把一些建筑空间得以完美的设计出现，达到美学和建筑空间等的高度和谐和统一。因为膜材具有很好的热性和扩张力，加上钢结构的高强度和坚固特点，可谓是刚柔的良好结合，能够给人们的视觉带来强烈的震撼和技术的夸张等效果，使人们感到惊奇和神秘。钢结构和膜材的应用较为广泛地应用于娱乐空间以及商业步行街和一些建筑物的进出口等等。较为典型的建筑案例如亚特兰大的奥运会场馆的屋顶盖设计，具有非常震撼的效果。而且钢结构和膜材的设计组合中，可以简单易拆、搬迁非常方便，还可以利用大自然和阳光等特点的融合，使之变成绿色建筑，在未来的建筑应用和设计中具有不可估量的角色。

3 钢结构工业建筑空间设计的技术表现

随着科学技术的不断发展和进步，生产力的大幅度提升，工业化和系统化的成就，使得建筑设计和应用中更加注重对技术的表现，很多设计师运用有机手法并利用钢结构的建筑空间科技效果来传达一些自身的设计空间理念。例如，很多建筑物的屋顶具有许多管道以及钢结构设备，一般情况下应当对其进行掩藏吊顶内，但往往高技派的设计中就对其进行暴露，进而染上明亮的颜色，使之作为建筑空间的个性化设计的主要组成部分。

在设计中高技派还较为注重对新技术的应用，对于技术的要求日臻完美，并常常追求一些粗野。在技术上的表现则是利用最新和最好的材料，例如，选择一些高强钢以及化学、硬铝等许多个性化制品来进行表现其追求和设计的元素，从而制造出一种层次感鲜明、强烈表现空间的实际结构，在拆卸结构等空间中显示出工业技术的机器美感等。在这种设计空间和理念中，其管线的铺设和各种结构就是一种美、一种装饰。建筑空间的设计，本身就是一种技术和艺术的统一和体现，对于钢结构中的建筑空间设计，一般都采用完美的结构意识和造型夸张、强烈震撼的技艺等来进行艺术和技术的审美表现。许多当代的设计师也较为热衷于对现代技术的表现和设计研究。

4 结语

钢结构工业建筑的设计特点最能够代表目前的工业社会特点中的建筑语言，由于我国在钢结构工业建筑的空间设计中还不是太成熟和完善，因此，要加强对钢结构工业建筑的空间设计发展和研究，使之在未来的建筑设计中发挥其应有的价值。

参考文献

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