摘要：现代多样化的建筑对其结构设计方法和建造模式提出了更高的要求，轻型钢结构应运而生。目前，轻型钢结构以其节能环保以及良好的抗震性、保温性、舒适性等优势，在建筑行业得到了广泛的应用，特别是在不需要承受大荷载的工业建筑设计中的应用，降低了工业建筑的成本，提高了工业建筑的综合效益。本文主要是对工业建筑中轻钢结构的选型，建筑材料的选择和节点的构造设计做了分析，以供同仁参考！
关键词：轻钢结构；工业建筑；节点；设计
一、结构选型特点分析
从当前来看，常见的轻钢结构的工业建筑的结构形式主要由单跨、多跨实腹式和截面门式的钢结构承重体系，也有的采取钢混框架与轻钢屋盖的组合结构。其围护材料以夹芯板和压型钢板，在板材连接过程中，其主要采取搭接或咬边以及卡扣等方式连接板材。在实际工程中具有的特点如下：
一是工期短，造价低。由于轻钢结构的工业建筑建设施工所需的构件均在工程制作和拼接安装，所以小规模的工业厂房一般1到2个月就能完成，但是采取钢混结构就需要花费0.5到1年，因此工期只是普通工程的1/6，正是由于工期较短，所以造价就会降低，虽然结构面积小，但是能增加使用面积。由于轻钢结构的工业建筑在含钢量方面远远低于钢混结构的含钢量，一般低于10%到20%之间，这就会降低10%到30%的造价。例如24米到48米为一跨的工业厂房和仓库，若不设置吊车，那么每平方的含钢量只有40到50千克，而所设置的吊车为五吨以下的吊车梁时，那么其每平方的含钢量也只有50到60千克一旦投资决策，就能在短期内将其使用，不仅能在最短的时间内取得投资效益，而且还能降低企业的资金压力。
二是具有较广的适应性。工业建筑采用轻钢结构时，不仅能在软基中使用，而且还能用于大跨度建筑的建设。例如生产产房、仓库、飞机库、展览馆和集贸超市等；加上跨度大，所以在内部布置时较为灵活，而且能满足重复使用、紧急使用、临时使用等使用要求所需的工程，对施工场地的限制较小，对缺水地区尤为明显。加上具有良好的抗震性能，这主要得益于其柔性的结构，所以结构的自重往往较轻，能有效的减少地震对其带来的影响。此外，还能拆卸和搬迁，拆卸时间短，损失小，尤其是能够干式施工和减少能耗和减少对环境的污染，即便是使用年限有限，但是年限到期之后能大量的回收。
二、建筑材料的选择和节点构造的设计
建筑材料的选择和节点构造的设计，直接关系到轻钢结构工业建筑安全、适 用、经济、美观等。
（1）适用
轻钢结构工业建筑的适用性首先在空间上要满足生产工艺的需求，然后要在 室内物理环境上满足生产人员的劳动安全和职业卫生的要求。空间设计往往能得 到重视，而室内物理环境的质量常有不尽人意的地方。主要表现在光环境、热环 境、声环境几个方面：光环境。轻钢结构工业建筑对于室内的采光要求很高，一方面是节约室内照明，一方面是可以保证生产的安全。一般轻钢结构工业建筑进深都大，侧面采光只能解决靠近外墙的一小块区域的采光问题，绝大部分的区域需靠屋面采光。采光材料的选择应与采光要求和其它围护构件的耐久年性相适 应，采光材料一般为玻璃纤维聚酯（FRP）采光板和聚碳酸酯（PC）采光板。热环境。轻钢结构工业建筑室内热环境的控制主要通过保温隔热和通风来调节。保温隔热可以采用特殊的隔热材料来实现，通风可以在靠屋脊的位置安装通风器。声环境。轻钢结构工业建筑室内噪声来源主要为空气噪声、振动噪声及雨水撞击声。对于空气噪声若采用50厚的岩棉夹芯板可隔声降噪约29dB（A），内衬面料采用穿孔材料平均吸音系数 SAC＝0.85；对于雨水撞击声若采用50厚的岩棉加底衬材料强力聚丙烯膜可降噪约19dB（A）；对于振动噪声主要采取阻断振源的 办法，除了设备自身采取减振措施外，在振源与主体钢结构间设隔振沟，在安装 时尽量避免彩钢板之间的刚性连接而形成“声桥”。
（2）安全
轻钢结构工业建筑安全包含防火、防腐、抗震、抗风、防雷及防爆等方面，本文结合笔者自身的结构专业知识，谈一谈轻钢结构工业建筑防火设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆轻钢结构工业建筑设计非常重要的第一步是根据生产工艺、原料和产品的性质特点及其在整体中所占面积比例，确定该工业建筑的火灾危险性；并结合工程规模确定建筑耐火等级。需要注意的是多（单）层丁、戊类厂（库）房采用轻钢结构时是可以不做防火保护的（使用甲、乙、丙类液体或可燃气体的部位除外，且屋面为不上人屋面），这样能节约造价10%~20%。对于其它需做防火处理的钢构件在轻钢结构工业建筑中一般采取刷薄涂型防火涂料。随着防火涂料工业的发展，新型薄涂型防火涂料不断出现；一般新型薄涂型防火涂料的厚度与耐火极限的对应关系如下：0.5厚为0.5h、1.5厚为1.5h、2.0厚为2.0h、2.6厚为2.5h。所有钢构构件的耐火极限均应满足《建筑设计防火规范 GBJ16-87》（2006年版，以下简称《建规》）的要求。所用防火涂料的各项性能指标均须符合《钢结构防火涂料应用技术规范 CECS24：90》的要求，并严格按其要求施工；每遍刷涂厚度宜为0.2~0.3mm，每次刷涂时应待上一道涂膜干透后进行，露天作业时不得在雨天进行。轻钢结构工业建筑（除甲、乙类外）一般规模都较大，往往在厂房中附设有仓库和办公用房，并设有夹层；大多数为综合性厂房，需分为多个防火分区。在设计和施工中钢结构构件的防火问题一般会得到重视，而建筑物中水平和垂直 方向防火分隔构件的完整性往往会被忽视。比如说工业建筑中常见的防火隔墙，笔者在施工图纸校对和多数工程的竣工验收中经常能看到内隔墙与外墙屋盖间的空缝没有采取有效的封堵措施，防火隔墙特别是封闭楼梯间和疏散通道隔墙起不到应有的防火、隔烟作用。封堵材料可采用钢板刷防火涂料或防火板，耐火极限应根据该防火隔墙上的防火门窗的要求来确定；构件间的缝隙应满嵌防火密封胶。
（3）经济
轻钢结构工业建筑经济的控制，最根本的在于建筑方案的优化设计。应根据 企业的要求和生产的特点在包括项目的选址、总图位置的规划、单体规模的控制、建筑耐久年限和耐火等级的确定、防火分区的划分、建筑造型设计和建筑材料的 选择等方面狠下工夫。除了结构上多方案比较得出最优的断面和柱距外，应结合 建筑保温隔热、美观等要求选择强度高的夹心板，适当增大檩距减少用钢量；配 合建筑、水、电、暖通、工艺等专业的要求适当增加吊挂荷载（尽可能均布），有利于降低用钢量；尽量采用定型的产品，减少异型构件带来的造价增加；尽量考虑压型钢板等构件的模数尺寸，减少材料损耗。对于装饰性等方面要求低的建 筑，墙面板选用低波压型彩钢板，屋面板选用低波压型镀锌板，保温隔热材料可 选用低容重的岩棉或玻璃棉，底（内）衬材料选用加筋铝箔。总之要根据业主和 建筑功能要求，在满足规范要求的前提下，尽可能经济、可靠的方案、材料和构 造。
（4）美观
轻钢结构工业建筑的特点是体量大、水平方向长、形体简洁，建筑构件类型 少、规格统一，表观质感好；其整体外观上应是简洁、精致、现代的风格。因此 轻钢结构工业建筑造型的设计应根据其自身的特点，比如说外墙板：高（低）波 压型彩钢板、弧形彩钢板、小型彩钢竖直安装平板、大型氟碳涂层水平安装夹芯 平板等的材质变化、光影效果和线条对比形成的韵律感；构架：少量适宜的构架，如网架或点支玻璃雨棚、装饰性强的检修钢梯、避雷针，企业名称字牌等能起到 画龙点睛的作用；
三、总结
在轻钢结构工业建筑设计的过程中，我们应严格按照和采用相关的设计标 准，同时随着轻钢结构设计技术的日趋成熟，设计师也要紧跟时代步伐，坚持与 时俱进。只有这样，才能设计出结构合理，经济环保的轻钢结构工业建筑，满足 经济建设发展的要求。
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论文作者:钟易佑
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/22
标签：工业建筑论文; 结构论文; 轻钢论文; 建筑设计论文; 构件论文; 建筑论文; 采光论文; 《基层建设》2017年第34期论文;