關(guān)于輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計運用

張紅星

摘 要：輕鋼結(jié)構(gòu)是一種新型的鋼結(jié)構(gòu)體系，具有自重輕、施工速度快以及商品化程度高等優(yōu)點，且已廣泛應用于工業(yè)廠房的建設(shè)之中。因此，對輕鋼結(jié)構(gòu)在日常的工業(yè)廠房中的應用現(xiàn)狀的分析，有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)廠房；設(shè)計；應用

城市發(fā)展迅猛，經(jīng)濟提升加速，我國的建筑行業(yè)也在不斷地發(fā)展過程中，特別是對于先進的，性價比高的材料的使用，我國建筑行業(yè)近年來有了很大改進。在很多廠房建設(shè)中，越來越多的輕鋼材料被使用。另外，伴隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施以及人們生態(tài)環(huán)保意識的不斷增強，建筑材料已逐步向環(huán)保、高效以及低耗方向發(fā)展。

1 輕鋼結(jié)構(gòu)概述

輕鋼是一個比較模糊的名詞，目前一般認為主要構(gòu)件鋼板的厚度不大于10mm，即被稱之為“輕鋼結(jié)構(gòu)”。而在輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系中，輕鋼結(jié)構(gòu)具有更為廣泛的含義和內(nèi)容，并非僅僅只是指由薄壁型鋼、角鋼以及圓鋼所組成的結(jié)構(gòu)，它還包括自重輕和經(jīng)濟效益好這兩層含義。在房屋建筑中，要判斷房屋建筑結(jié)構(gòu)是否是輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，主要有兩個判斷指標：一是屋蓋是否采用輕型屋面材料；二是結(jié)構(gòu)體系每單位面積的用鋼量。對于其他類型的結(jié)構(gòu)形式，要判斷其是否屬于輕型結(jié)構(gòu)建筑體系，主要以用鋼量來進行判定。

2 輕鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房中的設(shè)計要點

2.1 結(jié)構(gòu)體系

（1）結(jié)構(gòu)特點

在實際的應用過程中，輕鋼結(jié)構(gòu)因為其方便快捷的特點，近年來已經(jīng)受到了很多業(yè)主的歡迎，以下主要講述一下輕鋼結(jié)構(gòu)的主要特點：第一，采用高效輕薄型材料，自重輕，強度高，占地面積小；第二，建筑施工過程中的各個程序可以以較小的時間差同步進行；第三，隨著科學技術(shù)的不斷進步，各部件的生產(chǎn)均可聯(lián)合計算機技術(shù)輔助生產(chǎn)；第四，可以有效地減少裝修和維護費用；第五，住宅使用面積較廣，易于增加樓層、加固或是改造；第六，新墻材應用范圍廣，建筑通風條件好；第七，室內(nèi)水管電線均隱蔽在墻體和樓層間，布置靈活，修改簡便；第八，房子可以隨時搬遷，材料均可回收利用，不會造成環(huán)境污染，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

（2）門式剛架

目前，輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的門式剛架有多種形式，主要包括單跨、多跨、雙跨、帶毗屋的以及帶挑檐的等。其中，在多跨門式剛架中，一般采用鉸接來將其中柱與剛架梁連接起來。同時，門式剛架的梁柱根據(jù)不同的荷載、高度以及跨度，可以采用不同的鋼截面。當將橋式起重機設(shè)置在工業(yè)廠房中時，則門式剛架梁柱的柱截面最好采用等截面的構(gòu)件。

（3）輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)體系

在輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)體系中，其屋面一般選擇有檁體系，常選用高頻焊接薄壁H型鋼或者是冷彎C型鋼來做檁條，且檁條之間的距離一般間隔1.5m；同時，屋面板通常采用夾芯板或者是壓型鋼板。輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)體系中的外墻一般選擇有墻梁體系，常選用高頻焊接薄壁H型鋼或者是冷彎C型鋼來做墻梁，且墻梁之間的距離一般在1.5～2.1m之間；同時，墻面板通常采用夾芯板或者是壓型鋼板。

2.2 結(jié)構(gòu)布置

在輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中，其結(jié)構(gòu)主要由三大部分組成，即屋面結(jié)構(gòu)、墻面墻梁以及支撐。其結(jié)構(gòu)布置的設(shè)計要點如下：

（1）屋面結(jié)構(gòu)的平面布置

在輕鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，當房屋縱向的長度≥300m且房屋橫向長度≥150m時，其房屋伸縮縫通常設(shè)置為溫度伸縮縫。目前，制作溫度伸縮縫的方法主要有兩種：一種是在柱與吊車梁的連接處采用橢圓孔；另一種是在檁條的連接處設(shè)置雙排柱或者是其連接處采用橢圓形的螺栓孔，以此來確保結(jié)構(gòu)伸縮空間的充足。同時，在對屋面檁條進行布置時，應綜合考慮各種因素的影響，如采光帶、通風屋脊以及天窗等。此外，應根據(jù)具體實際的情況以及相關(guān)的計算來對屋面檁條之間的距離以及壓型鋼板厚度進行確定。

（2）墻面墻梁的布置

在對輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的墻面墻梁進行布置時，應先按照門窗的大小以及位置來對墻梁的位置進行確定。同時，在對雨篷與挑檐進行設(shè)置時，也需要增設(shè)墻梁等構(gòu)件。此外，還需要通過具體的實際情況以及相關(guān)的計算，來確定墻梁的規(guī)格尺寸。最后，在進行設(shè)計時，還必須對墻面板的規(guī)格、廠房的美觀進行考慮。

（3）支撐布置

在輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中，其支撐主要包括豎向柱間支撐和橫向水平支撐兩種。這兩種水平支撐的作用在于不僅能對剛架的整體剛度進行提升，而且還可以傳遞和承擔水平力，從而為結(jié)構(gòu)安裝的穩(wěn)定提供了保障。在對支撐進行布置時，若已設(shè)置了溫度伸縮縫，則應將這兩種水平支撐同時分別設(shè)置在每個溫度伸縮單元之中，以此來確保空間結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定。同時，橫向水平支撐之間的距離應≤45m。若溫度伸縮單元長度≤90m時，則應將上柱柱間支撐設(shè)置在溫度伸縮單元兩端的第一開間的上柱處。

2.3 剛架柱基礎(chǔ)的設(shè)計

（1）剛架柱基礎(chǔ)的形式

一般而言，輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的剛架柱基礎(chǔ)的形式主要包括3種，即鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)以及樁基礎(chǔ)。其中，柱下條形基礎(chǔ)一般應用于加固工程之中，鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)一般應用于土質(zhì)較為均勻的地基處，而樁基礎(chǔ)則通常應用于深基礎(chǔ)。

（2）剛架柱基礎(chǔ)的設(shè)計

在輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中，剛架柱基礎(chǔ)一般采用剛接或者是鉸接柱腳的方式來對鋼板和鋼筋混凝土基礎(chǔ)進行連接。

3 結(jié)束語

綜上所述，輕鋼結(jié)構(gòu)是一種具有自重輕、施工速度快以及商品化程度高等優(yōu)點的新型的鋼結(jié)構(gòu)體系，現(xiàn)已被人們廣泛應用于建筑行業(yè)之中。其中，輕鋼結(jié)構(gòu)門式剛架設(shè)計已被人們廣泛應用于工業(yè)廠房之中。而目前，輕鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)技術(shù)還不夠成熟。加之，由于本文篇幅有限，必然存在不足之處。故而，還需要我們進一步對輕鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計中的應用進行研究和探討。

參考文獻

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（作者單位：洛陽礦山機械工程設(shè)計研究院有限責任公司）