轻型钢结构在工业建筑设计中的应用特点和设计方法

李奕委 党宁军

【摘要】随着轻型钢的用量加大，以及轻型钢结构设计的日益成熟，设计师的设计理念也要跟进时代潮流。这样才能使设计出的工业建筑的结构合理并且环保经济，能够达到经济建设的需求。然而工业建筑结构是工业建筑设计的重点，目前部分工业建筑中已开始应用轻型钢结构，本文将从轻型钢结构建筑出发，将重点分析工业建筑中轻型钢结构的设计方法和应用特点。

【关键词】工业；建筑设计；轻型钢结构；设计方法

1 轻型钢结构的概述

轻型钢结构在工业建筑设计领域应用中的优势性十分明显，其具有抗震性、抗风性、耐久性以及环保性等多重优势，符合我国节能环保理念，将其应用到工业建筑设计中可以为企业节省施工材料，提升施工进度，对建筑企业的健康发展具有一定的推动作用。

1.1轻型钢结构的定义

以单层为主的实腹式钢架轻型钢结构的金属面板建筑，是最早出现轻型钢建筑，后来因为轻型钢建筑很轻，这个优点，被引进于工业建筑中。并且随着轻型钢建筑结构的不断应用，其范围的不断扩大，一些中小型的仓库和工厂都引进了这种轻型钢建筑结构。人们通过对轻型钢结构建筑的了解和其优势的认知.得出轻型钢结构工业建筑是在冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、轻型热轧型钢等充分应用的基础上的一种新型的受力构件，主要采用单层和多层的轻质的隔离材料。

1.2 轻型钢结构的特点

1.2.1 自重轻

自重轻是目前轻型钢结构最显著的特点，也是轻型钢结构建筑得以推广和运用的重要原因。轻型钢结构自重轻主要是因为它采用的是轻型焊接的H 型钢，相比较一般的工字钢、槽钢最大的优势就在于可以合理运用钢的截面，一般情况下都具有很高的截面利用系数，可以很好的节省钢材。对于一些地基承载力较低的工业建筑，这个优点的优越性可以得到更好的显现。

1.2.2 工业化程度高

轻型钢结构的建筑构造较为简单，材料也比较单一，相比较其他的建筑构造方式更容易实现标准化、自动化生产。因此无论是从生产的角度还是在安装使用中，轻型钢结构建筑都具有很高的工业化程度，这点对于工业建筑也是非常重要的。

1.2.3 现场施工速度快、工期短

轻型钢结构的不复杂性和较轻的性质直接决定了它在施工过程中具有非常快的施工速度，可以有效的缩短工期，而且对于技术的要求也特别低，在实现量化生产的同时也可以实现高效率的使用。

2工业建筑设计中轻型钢结构的设计方法

2.1工业建筑设计中轻型钢结构屋面设计方法

在轻型钢结构屋面设计中，首先是建筑材料与坡度选择，现今我国工业建筑轻型钢结构中的屋面材料主要有太空钢板以及压型钢板等，目前我国工业建筑中应用较为广泛的是金属压型复合保温板、夹心板以及金属压型板，这三种材料各有其不同之处，它们之间的用途也存在一定的差异性。就一般工业建筑而言，建筑屋面坡度越大，那么对屋面排水则越有利，然而若坡度过大也存在一定的弊端，坡度过大会提升排水速度，易产生溅水现象。相应的若坡度过小，排水速度也会相应变小，水流速度过于缓慢易造成积水状况，因此在轻型钢结构设计中一定要合理控制屋面坡度。另外，轻型钢结构屋面材料也是影响工业建筑整体质量的关键因素，在屋面材料选择中相关工作人员应明确工业建筑对材料的实际需求，以此为基础选择价格适中且质量较好的屋面材料，为后期工业建筑奠定基础。其次，对金属压型钢板屋面构造设计进行合理把控，金属压型钢板屋面构造设计中主要包含板型选择、屋面开洞方式、采光带设置以及压型金属板选择等等，一般情况下大多采用轻型钢结构的工业建筑，为使建筑具备良好的采光与通风效果，会在屋面上部位置合理设置通风孔与采光带。

2.2 工业建筑设计中轻型钢结构墙体设计方法

工业建筑中的墙体位置一般可分为两种，分别是外墙和内墙，根据其不同的受力特点可以将工业建筑墙体分为自承重式轻型墙体以及非承重式轻型墙体，通常情况下我国工业建筑墻体设计中所运用的墙体材料大多数以轻质材料为主，例如彩涂金属压型板夹心板、彩涂金属压型板以及PC 板等等，在应用中设计人员应根据建筑要求、设计标准及不同板型材料的优缺点进行合理选择墙体材料。金属压型板墙面系统构造设计的重点在于压型板具体的长度选择以及钢板墙面系统细部构造设计，在墙体金属板选择过程中应全面考虑板块单位面积的覆盖率以及板块承载力水平，在使用中应尽可能的减少或者不出现压型板长向搭接，这样在很大程度上可以节约施工材料。另外在夹心板墙板构造设计中需要对夹心板的节点做法以及及结构布置进行综合考虑，从而科学选择板块的放置方式，在设计

中要懂得把握重点，需要对墙体的转角处、窗洞口以及踢脚处进行重点设计，以此来提高轻型钢结构墙体设计整体水平。

2.3 工业建筑设计中轻型钢结构加层构造设计方法

轻型钢结构加层设计与建筑中的普通加层存在一定的区别，其不仅具有普通加层的功能，同时还兼具了轻型钢结构本身的特点，在轻型钢结构加层构造设计过程中要考虑轻型钢结构加层的个性特点。轻型钢结构加强的主要方式是在原有建筑主体结构上进行直接性加高，在原有建筑结构的基础上得到加固以及优化主体结构的目的。当然要实现此目的需要一个经济完整并且合理的设计方案，所以做好轻型钢结构加层构造设计十分重要。由于轻型钢结构的刚度比较小、重量轻，因此在加层构造设计中应科学设置足够的横向与纵向支撑，以此来保证轻型钢结构原有的刚度与稳定性。与此同时，在加层构造设计中还要充分考虑轻型钢结构加层构造的地震效应，使板块刚度均匀分布在结构之中。

3轻型钢结构工业建筑设计的优势

3.1 安全

防腐蚀、防火、抗震、抗风、防雷和防暴是轻型钢结构工业建筑的安全内容，通过对轻型钢在工业建筑的应用，可以得出，安全设计在轻型钢结构工业建筑设计中占有重要的地位。如工业建筑中的防火隔墙.通过校对施工图纸和验收工程中看到过许多外墙屋盖与内隔墙间的空缝，并没有运用有效的封堵措施的方法。封堵材料是将防火涂料刷在钢板刷或运用防火板，根据该防火隔墙上的防火门窗的实际情况，来确定耐火极限，构件间的缝隙应满嵌防火密封胶。

3.2 经济

控制轻型钢结构工业建筑经济的最佳手段是优化建筑的设计方案。根据生产的特点和企业的规定进行优化设计，这其中包括项目地点的选择、总图位置的规划、防火分区的划分、建筑材料的挑选、建筑的耐火等级和耐久年限等方面。另外除了满足结构上多个方案的比较、计算出最优柱距和断面之外。还要考虑建筑物的外形是否美观.保温隔热能力是否达到相关标准，并使用钢量尽量减少，使檩距增大。还可以通过配合建筑、水、工艺、暖通等专业的要求适当增加吊挂荷载，可以是用钢量减小。尽量采用定性的产品，增加异性构件的造价 ]。

3.3 美观

形体简洁、规格统一、构建的类型较少、体量较大是轻型钢结构工业建筑的特点，所以轻型钢结构应根据自身特色，最大限度的减少构架，另外其还能对避雷针、企业名称起到画龙点睛的作用。

结 语

随着轻型钢结构在工业建筑中的广泛运用，其在工业建筑设计中具有指导性作用，因此，只有在不断发挥钢结构积极作用的同时，对轻型钢结构结构设计方法和应用特点进行分析、讨论，并根据实践经验不断创新问题，建筑行业才能获得长足发展。

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