【正文】 圖 焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼亦稱耐大氣腐蝕鋼，其生產(chǎn)是在鋼中加入少量的合金元素(Cu、 Cr、 Ni、 Mo、 Nb、 Ti、 Zr、 V等 )，使其在金屬基體表面上形成保護(hù)層，以提高鋼材的耐候性能，同時(shí)保持鋼材具有良好的焊接性能。 正是由于結(jié)構(gòu)鋼較容易發(fā)生銹蝕以及高溫對(duì)結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能的影響較大，鋼結(jié)構(gòu)建筑中通常要在構(gòu)件和部件表面涂刷防腐涂料和防火涂料，圖 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu) 件為涂刷了鋼結(jié)構(gòu)防腐漆后的構(gòu)件，淺色的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件為涂刷了鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 的構(gòu)件。當(dāng)溫度超過 400℃時(shí)，鋼材的強(qiáng)度和彈性模量都 開始急劇降低 。 圖 當(dāng)溫度升高時(shí)，結(jié)構(gòu)鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和剛度 (彈性模量 )等均趨于 降低 當(dāng)溫度在 150℃以下時(shí)，結(jié)構(gòu)鋼的這些力學(xué)性能的變化不大 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年世界上都有幾千萬噸鋼鐵變成了鐵銹，而鋼鐵制品遭破壞而引起的停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、環(huán)境污染、危害人體健康，甚至造成嚴(yán)重事故的損失是無法估量的。鐵銹是一種松脆多孔的物質(zhì)(圖 )，它不能保護(hù)里層的鐵不被銹蝕，因此時(shí)間久了，鋼鐵制品就可能銹蝕成一堆無用的廢品。當(dāng) 水滴蒸發(fā)的時(shí)候，鐵銹留在表面上，形成了微紅色的銹層。結(jié)構(gòu)鋼質(zhì)硬而帶有銀白色的金屬光澤 而過了不久以后，鐵和水中的氧開始化合，形成氧化鐵，即鐵銹。用同一種鋼材，采用不同的焊接方法或 焊接材料， 者在不同的結(jié)構(gòu)型式下，其可焊性往往差別很大。 除以上關(guān)于結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能外，結(jié)構(gòu)鋼還有可焊性的要求。 (5)冷彎性能 :是衡量鋼材的塑性、焊接性能和冷加工性能的一個(gè)綜合性指標(biāo)，對(duì)冷彎型鋼而言 ，影響更為直接。 (3)屈強(qiáng)比吠 /壽 ):是衡量鋼材延性的標(biāo)志，通常認(rèn)為當(dāng)其值大于 ，鋼材具有足夠的延性 。鋼的力學(xué)性能主要由 下列指標(biāo)衡量 : (l)抗拉強(qiáng)度認(rèn) ):表示鋼材斷裂前所能承受的最大應(yīng)力，是鋼材抵抗脆性斷裂和大量變形后抗拉能力的最大指標(biāo) 。使用越來越廣泛有著多方面的原因， 其中包括對(duì)材料更好的了解、企圖更新某些設(shè)計(jì)，設(shè)想生產(chǎn)出一種既耐久又無需維 護(hù)的結(jié)構(gòu)材料等。 對(duì)于上述 12種結(jié)構(gòu)鋼，我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB50017一 2020)中僅推薦使用碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 Q34 Q390和 Q420。 D一質(zhì)量等級(jí)為 D級(jí) 。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)中的符 號(hào)含義為 : Q一鋼的屈服強(qiáng)度“屈”字漢語(yǔ)拼音首位字母 。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服強(qiáng)度的字母、屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)量等 級(jí)符號(hào)三個(gè)部分按順序組成。 TZ‘特殊鎮(zhèn)靜鋼“特鎮(zhèn)”兩字漢語(yǔ)拼音首位字母。 F一沸騰鋼“沸”字漢語(yǔ)拼音首位字母 。B、 C、 D級(jí)鋼均保證抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率占 冷彎和沖擊韌性等力學(xué)性能 。 A、 B、 C、 D一分別為質(zhì)量等級(jí)，由 A到 D表示質(zhì)量由低到高。例如 :Q235AF。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》 (GB/T7OO一 2020)包含的結(jié)構(gòu)鋼有 4種，即 Q195鋼、QZ巧鋼、 Q235鋼和 Q275鋼。例如 :Q235AF鋼是碳素鋼、沸騰鋼、普通鋼、結(jié)構(gòu)鋼。 (3)鋼中主要化學(xué)元素含量 (%)采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示?；旌舷⊥猎赜谩?RE” (或“ Xi，’ )表示。 鋼的牌號(hào)簡(jiǎn)稱鋼號(hào)，是對(duì)每一種具體鋼產(chǎn)品所取的名稱，是人們了解鋼的一共同語(yǔ)言。 結(jié)構(gòu)鋼的種類和牌號(hào) 對(duì)建筑師而言，為了能完美地表達(dá)鋼結(jié)構(gòu)建筑的美，合理選擇實(shí)現(xiàn)建筑美的鋼材，其不但要準(zhǔn)確把握鋼材的特性，還需要熟悉鋼的種類和牌號(hào)。這些因素只有以適當(dāng)?shù)姆绞皆谀切┎牧现斜憩F(xiàn)出來，并且與作用在它們上面的各種力量取得和諧時(shí)，這些因素才能存在”。我們必須像對(duì)建筑的功能了解那樣去熟悉每一種材料”。新的材料不一定就優(yōu)越。羅在談到材料對(duì)于建筑的意義時(shí)這樣說到，“每一種材料都有著具體的自己特征，如果要使用它，我們就必須去仔細(xì)理解它?，這一點(diǎn)對(duì)鋼材和混凝土是千真萬確的 (木材、磚和石頭也不例外 )?，F(xiàn)代建筑大師密斯氣凡可見，材料的變革無疑是左右建筑發(fā)展的最根本因素，會(huì)給建筑的各個(gè)層面帶來革新。 西南交通大學(xué)畢業(yè)論文 15 第三章 現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的美學(xué)表現(xiàn)理論 材料的 美學(xué)表現(xiàn)理論 材料是影響建筑形式與風(fēng)格變革的第一要素 。這一方面是由于我國(guó)建筑創(chuàng)作相對(duì)來說受文化思潮的影響較大，體現(xiàn)高科技建筑材料和新施工工藝的應(yīng)用也較少，許多建筑形象流于表面，缺少時(shí)代特性，不免令人為之遺憾 。 (4)在體系的美學(xué)表現(xiàn)上，單一的結(jié)構(gòu)體系或組合的結(jié)構(gòu)體系己不能滿足 建族師 越來越高的美學(xué)表現(xiàn)欲望，如何把各種結(jié)構(gòu)體系雜交或創(chuàng)造出新的結(jié)構(gòu)體系，是擺在當(dāng)代建筑師面前的一個(gè)非常重要的課題。此外，從鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的“點(diǎn)系”出發(fā)探討鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)所表現(xiàn)出的美學(xué)缺乏深入研究 。 西南交通大學(xué)畢業(yè)論文 13 鋼結(jié)構(gòu)建筑面臨的問題 鋼結(jié)構(gòu)建筑在當(dāng)代雖然呈現(xiàn)出了異常繁榮的景象，但由于一些特殊的原因，尚存在以下問題 : (1)在材料的美學(xué)表現(xiàn)上，過多依賴于玻璃幕墻、石材幕墻等幕墻材料，而西南交通大學(xué)畢業(yè)論文 14 忽略了一些特殊用途結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑中的材料表現(xiàn)所呈現(xiàn)效果 。鋼柱分節(jié)點(diǎn)柱和非節(jié)點(diǎn)柱（即直段）兩種形式，三臺(tái)塔吊分區(qū)作業(yè)，鋼柱吊裝至就位位置后，安裝上臨時(shí)連接螺栓，通過倒鏈纜風(fēng)繩、千斤頂?shù)日{(diào)節(jié)措施，在全站儀的觀測(cè)下，完成鋼柱校正并焊接，并及時(shí)連上 直段鋼柱上主次鋼梁及環(huán)梁，校正后進(jìn)行焊接。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的建筑美學(xué)表現(xiàn)，亦不出此列。 從結(jié)構(gòu)體系方面講，大跨度空間結(jié)構(gòu)體系是結(jié)構(gòu)方面近 50年來最活躍的研究領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)形式經(jīng)歷了由傳統(tǒng)的梁肋體系、膜結(jié)構(gòu)體系、析架體系、薄殼空間體系，到現(xiàn)代的網(wǎng)架、霹殼、懸索、懸掛 (斜拉 )、充氣結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、各西南交通大學(xué)畢業(yè)論文 12 種雜交結(jié)構(gòu)、可伸展結(jié)構(gòu)、可折疊結(jié)構(gòu)以及張拉集成結(jié)構(gòu)等。而這些建筑美及其精神的體現(xiàn)，主要依賴于英國(guó)園藝師 頓大膽采用了新材料 — 鋼材，大膽按植物園溫室和鐵路站棚進(jìn)行了建筑設(shè)計(jì)，其意義除了擯棄了古典主義的裝飾風(fēng)格，還向人們預(yù)示了一種新的建筑美學(xué)質(zhì)量，是以輕、光、透、薄等特點(diǎn)開辟建筑形式新紀(jì)元的紀(jì)念碑式建筑。環(huán)繞大廳的柱廊，雖然失去了古希臘柱式和古羅馬柱式的風(fēng)采，但是，人們?nèi)耘f能夠感受到歐洲古典建筑內(nèi)部空間的宗教氣氛 。水晶宮的圓拱式屋蓋，雖然沒有了歌特式建筑“刺破青天愕未殘”的外部造型，西南交通大學(xué)畢業(yè)論文 11 但是，人們?nèi)匀荒軌驈哪橇_馬式的半圓形拱券上，感受到一切朝向上帝的宗教精神，因?yàn)槟峭该鞯膱A拱式玻璃屋頂，更便于人們與上帝神靈的溝通 。 然而，即使如此鋼結(jié)構(gòu)建筑仍然以其獨(dú)到的魅力被歷屆世博會(huì)所青睞。 鋼筋混凝土作為建筑材料起源于 1824 年英國(guó)人 LAsPdin 獲得波特蘭水泥專利，而 1867 年法國(guó)人約瑟 1855 年亨利達(dá)貝爾用焦炭代替木炭在高爐中煉鐵，首次獲得了成功，確立了大量生產(chǎn)鐵的條件。 鋼的出現(xiàn)給建筑帶來了新的生機(jī)。 薪土是一種比木材更為普遍的建筑材料。在如上所述的最早的建筑物出現(xiàn)之后，世界各地分別出現(xiàn)了具有當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的建筑材料用以建造房屋 :在中國(guó)和日本，幾乎所有有價(jià)值的建筑物是以木材為主要的建筑材料 。” 研究的內(nèi) 容 本文基于鋼結(jié)構(gòu)建筑的組成系統(tǒng)一材料、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件、體系四個(gè)方面，分別研究材料、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件、體系在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的美學(xué)表現(xiàn)中的特點(diǎn)、作用，以及在建筑設(shè)計(jì)中如何處理好材料、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件、體系四者的關(guān)系以更好地為現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的美學(xué)表現(xiàn)服務(wù)。當(dāng)然，只尋歷史的根是不夠的，還要現(xiàn)代化。對(duì)社會(huì)而言，現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的美學(xué)表現(xiàn)不僅可以引導(dǎo)人們對(duì)建筑的審美判斷與欣賞，而且提升人們的建筑審美水平，并產(chǎn)生認(rèn)同感，是人類認(rèn)識(shí)自身的重要途徑 。 (3)對(duì)從事現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的建筑師而言，美學(xué)表現(xiàn)為其審美價(jià)值尺度的創(chuàng)作提供了技術(shù)和藝術(shù)保障，有助于建筑師把握美學(xué)理論，實(shí)現(xiàn)社會(huì)和個(gè)人價(jià)值 。因此，探究我國(guó)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的美學(xué)表現(xiàn)的實(shí)用意義有： (l)繼承和發(fā)揚(yáng)我國(guó)傳統(tǒng)建筑的精髓，積極吸收世界建筑文化有益成分，充分體現(xiàn)當(dāng)代建筑的哲學(xué)和藝術(shù)精神，對(duì)古往今來人類所創(chuàng)造的一切優(yōu)秀審美文化進(jìn)行融合、總結(jié)和發(fā)展，形成具有我國(guó)特色的現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的美學(xué)表現(xiàn)手法，促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑美的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn) 。因此，我國(guó)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)在我國(guó)當(dāng)前社會(huì)和歷史發(fā)展的大環(huán)境下，應(yīng)該跟上技術(shù)發(fā)展的步伐，我們應(yīng)充分利用對(duì)技術(shù)的駕馭能力，使其在建筑的活動(dòng)中充分體現(xiàn)出來。同時(shí)，建筑美學(xué)也應(yīng)與社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展以及當(dāng)代科學(xué)技術(shù)水平密切相關(guān)。公者如朝會(huì)大典，私者如婚喪喜慶之屬。其所最注重者，乃主要中線之成立。對(duì)此，梁思成有過高度的總結(jié) :“以多座建 筑合組而成之宮殿、官署、廟宇，乃至住宅，通常均取左右均齊之絕對(duì)整齊對(duì)稱之布局。其次，我國(guó)的建筑美的特征為“尚中”情節(jié)，其集中體現(xiàn)在對(duì)中軸線意識(shí)的強(qiáng)化和運(yùn)用。 在中國(guó)，建筑美的特征首先為“和諧美”，這是由于其深受中國(guó)傳統(tǒng)文化之濡染，是“天人合一”哲學(xué)思想在建筑藝術(shù)中的集中反映和體現(xiàn) [3l。比例與尺度 。對(duì)比與微差 。哈姆林在其編著的 ((2O 世紀(jì)建筑的功能與形式》的第二卷“構(gòu)圖原理” (中譯本《建筑形式美的原則》 )中發(fā)掘了建筑美所必需的和起主導(dǎo)作用的形式美的規(guī)律 :統(tǒng)一與變化 。 1923 年柯布西耶在其具有劃時(shí)代意義的《走向新建筑》中指出“在西南交通大學(xué)畢業(yè)論文 8 這個(gè)破舊立新的時(shí)代里，建筑學(xué)的第一要義，就是改變價(jià)值取向”，由于柯布西耶以犀利的文筆提出了“機(jī)器美學(xué)”的論斷 — “住房是居住的機(jī)器”，因此他的這本著作被認(rèn)為是現(xiàn)代建筑美學(xué)對(duì)傳統(tǒng)美學(xué)的徹底革命。關(guān)于建筑美的論述，古今中外有建樹者頗多。建筑不僅是人類遮風(fēng)蔽雨的物質(zhì)存在方式，而且也是人類高蹈的精神寓所，更是一門具有獨(dú)特魅力的藝術(shù)，它是人類精神、情感直接建構(gòu)與傳達(dá)的物態(tài)方式，是文化總體中不可或缺的重要組成部分。因此，基于鋼結(jié)構(gòu)建筑的組成系統(tǒng) — 材料、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件、體系四個(gè)方面研究我國(guó)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的美學(xué)表現(xiàn)不但具有學(xué)術(shù)意義，同樣具有實(shí)用意義。究其原因，主要