摘要：钢结构以钢材为主要建筑材料，由于钢材质量轻、强度高、韧性和塑性好，同时结构上也具有抗震性能好、造型方便多样、工厂化制造程度高、施工安装周期短等特点，使得钢结构在工业、民用等领域内都有着越来越广泛的应用。轻钢结构对于工业建筑的建设起到的作用是其他材料不能替代的，主要就是钢结构本身所具有的物理属性以及结构特点都比较特殊。
关键词：轻钢结构；工业建筑；设计
引言：我国的工业在不断发展，相对应的工业建筑发展也进入到一个新的时期。传统的工业建筑中，建筑物报废之后会遗留下大量的建筑垃圾和工业废弃物。其处理给地方政府带来了巨大的压力。而且，工业建筑作为生产资本的一种，已经完全摆脱了一般建筑物的设计标准，有着独特的使命和任务。为了改变传统的工业建筑带来的资源消耗和环境压力，我国建筑业开始了钢结构工业建筑的探索，随着建筑经验累积，已经取得了不小的进步。
1 轻型钢结构建筑的特点及优势
1.1自重轻
自重轻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。综合经济效益优良，是环保产品轻型钢结构可以实现工业化生产，缩短施工的工期，因此在一定程度上可以降低生产成本和施工成本，再加上产品本身质地轻、造价低、技术要求水准不高，所以使用便捷，造价低，可以实现很好的经济效益。
1.3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。
1.4结构设计与建筑功能一体化
建筑工程行业是国民经济支柱性产业之一，随着现代化建筑越来越提倡对智能化建筑性能的高要求，更多的房地产开发商也逐渐重视对智能建筑的关注以及对建筑形象的塑造。而在钢结构建筑中，通过现代化先进技术的大量嵌入，在很大程度上能够实现这一点，妥善解决了以往建筑形象受到整体结构形式的制约，包括在建筑结构的形体、构建、节点等方面，都能够促使建筑更富有功能化，进而实现建筑结构设计与功能、艺术融为一体，极大的提升了建筑整体的结构形象。
1.5满足建筑超高度、超跨度要求
众多国内的一些大型建筑，其结构形式均是钢结构配件形式，北京鸟巢就是钢结构建筑的典型代表之一。这一点是以往任何混凝土、木质材料、砖石等建筑材料所不能实现的。钢结构建筑所使用钢材，其组织均匀，接近于各向同性匀质体，并且其性能与硬度较高，弹性模量也远远比传统的建筑材料高很多。最为关键的一点就是钢材的密度与强度的比值远小于混凝土、木材、砖石材料，如此一来，在同样受力的情况下，钢结构的自重就比较小，从而就非常有利于实现一些高度和跨度较高的建筑结构形体的灵活搭建。
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2轻钢结构工业建筑设计要点
2.1结构体系
工业建筑中追求工期与结构强度，轻钢结构在承载能力上可以达到使用标准，同时在结构重量上与其他建材相比较也有明显的降低。施工期间技术人员将材料焊接成型，形成整体的轻钢结构框架，在根据使用需求支撑部分进行完善。轻钢体系设计阶段需要对承载能力与结构自重做出详细计算，利用材料之间的相互支撑作用，减少材料使用量。这样所修筑的轻钢结构能够达到最优的形式，满足工业生产需求。
钢结构的设计形式有很多种，可以是网状焊接形式，更牢固。也可以是排架形式，焊接过程简单便于操作。需要对材料的间隔距离进行计算，如果在设计方案中难以体现出整理结构强度，借助计算机的构图软件便可以轻松完成。结构建筑的前期准备阶段，要重点从以下几方面探讨施工方案。
2.2安全性设计
轻钢结构维持自身稳定的同时也要具有抵御压力的能力。对于安全性要求极高，设计时还要考虑建设区域可能会发生的自然灾害，以及人为原因造成的风险问题。方便发生危险时内部工作人员逃生，建筑物在低强度的地震中不会探讨，并且通过维修能够继续使用。安全设计是轻钢结构工业建筑设计中一个比较重要的设计步骤，工业建筑的火灾危险性是根据产品的性质特点、原料在整体中所占面积比例和生产工艺及其原料来确定的。此外，建筑耐火等级的确定还需要结合工程规模来确定。在设计中为了节约工程造价，多（单）层丁房采用轻钢结构时一般是可以不做防火保护的。在建筑中所采用的防火涂料的各项性能指标都需要满足《钢结构防火涂料应用技术规范CECS24：90》中的要求。其施工技术也需要严格按照规范实施，所有钢构构件的耐火极限都需要满足《建筑设计防火规范 GBJ16-87》的要求。轻钢结构工业建筑（除甲、乙类外）一般规模都较大，往往在厂房中附设仓库和办公用房，并设有夹层。大多数为综合性厂房，需分成多个防火分区。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。
2.3经济性设计
优化建筑方案的设计是控制轻钢结构工业建筑经济的最佳手段。其优化设计一般需要根据生产的特点和企业的要求实施，这其中就包括项目的选址、规划总图位置、划分防火分区、选择建筑材料、确定建筑耐火等级和耐久年限、控制单体规模和设计建筑造型等方面。除了需要满足结构上多方案的比较、得出最优的柱距和断面之外，还需要结合建筑美观、保温隔热等要求选择强度高的夹心板，适当减少用钢量，增大檩距。为了降低用钢量，还需要配合建筑、电、水、工艺、暖通等专业的要求适当增加吊挂荷载（尽可能均布）。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。
2.4工业建筑中的轻型钢结构的墙面设计
根据墙体位置不同包括外墙和内墙两种，根据受力特点不同可以分为非自承重式轻型墙体和自承重式轻型墙体，而常用的工业建筑中的墙体材料多以轻质材料为主，比如彩涂金属压型板、彩涂金属压型板夹心板、PC板等，根据建筑物的建筑要求和设计标准以及各种板型材料的优缺点选取合适的墙体材料。对于金属压型板墙面系统构造设计主要是对压型板具体长度选取和钢板墙面系统细部构造设计。
结束语：在轻钢结构工业建筑设计的过程中，我们应严格按照我国建筑设计规范和相关的标准。同时随着新科技的出现，更多成熟的理念融入到了轻钢结构设计中，设计人员也要紧跟时代潮流，与时俱进。
只有这样，才能设计出结构合理、安全适用、经济耐久的轻钢结构工业建筑，提高整体工业建筑质量水平，满足经济建设发展的要求。
参考文献
[1]宋祥.轻型钢结构工业建筑设计研究[D].山东建筑大学,2012.
[2]徐永春，郑荣跃，宋晓刚.轻钢结构设计[M].吉林：吉林科学技术出版社，2015.
论文作者:唐勤辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/10
标签：建筑论文; 工业建筑论文; 结构论文; 钢结构论文; 轻钢论文; 材料论文; 自重论文; 《基层建设》2017年第12期论文;