對建筑工程而言，設計的重要性不言而喻。建筑鋼結構的優(yōu)化設計尤為重要，同樣一個(gè)項目由于結構設計上的差別結果會(huì )截然不同。如北京國家體育場(chǎng)的結構形式獨具一格，它采用整體承重結構由一系列空間剛架繞著(zhù)內環(huán)旋轉而成，形成菱形結構，體現了設計者的理念。若改為其他結構型式，恐怕就是另一種建筑藝術(shù)風(fēng)格。對一個(gè)大型鋼結構建筑，工程技術(shù)人員如何處理好鋼結構設計與建設過(guò)程中的諸多關(guān)系，這是建筑施工的關(guān)鍵。

   　鋼結構設計的四大步驟

        近幾年，鋼結構在大城市已經(jīng)引起重視和得到廣泛應用。許多大型工程、形象工程都采用了鋼結構。如北京的奧運場(chǎng)館，上海的金茂大廈、環(huán)球金融中心，廣州國際會(huì )展中心等。各種數據表明，鋼結構已逐步改變了我國建筑業(yè)由混凝土結構和砌體結構一統天下的局面，由此對鋼結構工程技術(shù)人員提出了更高的要求。

        作為鋼結構工程的第一步，結構設計選型是至關(guān)重要的。鋼結構設計要遵循四大步驟：首先是結構方案(概念設計)，這是鋼結構設計的靈魂，選用什么樣的結構方案對工程的成敗有直接的影響。第二是構件布局，采用什么樣的構件布局，各個(gè)承載點(diǎn)力的分配，都需要進(jìn)行嚴格的計算。第三是截面形狀，它不僅要求結構件最大限度地承受壓力，而且要求截面的形狀在人的視覺(jué)中有藝術(shù)感。第四是結點(diǎn)構造的小型化，它要求結構件在造價(jià)上是最經(jīng)濟的，而且占用最小的空間。

        現在有的鋼結構建筑只注重建筑外型的形式，片面強調建筑的藝術(shù)個(gè)性化設計，卻造成建筑結構的不合理。工程技術(shù)人員一定要從實(shí)際出發(fā)，講究工程設計的合理、科學(xué)性。

衡量大跨度屋蓋結構優(yōu)劣的五個(gè)指標

        大型鋼結構建筑屋蓋結構的優(yōu)劣直接影響到對整個(gè)工程的評價(jià)，總體上衡量大跨度屋蓋結構優(yōu)劣的五大指標為：材料強度是否充分發(fā)揮；支座推(拉)力處理是否合理；鋼結構的制造、安裝費用是否少；屋蓋的跨度是否大；屋蓋結構是否有藝術(shù)的張力。這五大指標又是相互關(guān)聯(lián)的，比如材料強度是否充分發(fā)揮與制造、安裝費用有著(zhù)直接關(guān)系，材料強度只有最大限度發(fā)揮，才是最經(jīng)濟的，成本才會(huì )降低。大的屋蓋結構形式不僅結構要合理，而且要有藝術(shù)的感染力。

        應該說(shuō)，我國鋼結構發(fā)展速度是迅猛的，成績(jì)是喜人的，但與發(fā)達國家相比，差距還不小。在發(fā)達國家，鋼結構建筑已成為城市的重要建筑。鋼結構建筑的結構形式不僅要美觀(guān)，而且要以最小的單位面積承載最大的力，這里就有結構、材料、安裝等諸多因素。

鋼結構設計中要處理好六種關(guān)系

        這六種關(guān)系是：要處理好材料與建筑的關(guān)系；建筑(藝術(shù))與結構(力度)的關(guān)系；結構與施工的關(guān)系；梁式結構與屋蓋空間結構的關(guān)系；科技人員的學(xué)術(shù)魅力與人格魅力(社會(huì )責任感)的關(guān)系；國外中標與國內配合深化設計的關(guān)系。

        空間結構的建造及其采用的技術(shù)往往反映了一個(gè)國家的建筑技術(shù)水平，建筑材料與建筑結構有著(zhù)密切關(guān)系。近年來(lái)，世界各國在大型建筑物中采用了一些規模宏大、形式新穎、技術(shù)先進(jìn)的空間結構體系，充分體現了空間結構的優(yōu)越性，集中反映了當今的世界潮流，像張拉整體結構、膜結構、開(kāi)合結構、折疊結構、玻璃結構等就基本代表了當前世界空間結構發(fā)展的方向。這些類(lèi)型的結構，在國外的很多大型工程中已經(jīng)得到應用。工程技術(shù)人員要站在世界空間結構技術(shù)的前沿，不斷更新知識，以先進(jìn)的理念指導設計工作，以最大的社會(huì )責任感和科技人員的學(xué)術(shù)魅力，為我國的鋼結構事業(yè)添磚加瓦。 (金仁)