輕型鋼結構在工業建筑中的應用研究

【摘要】隨著工業化進程的不斷推進，工業建筑的發展也突飛猛進，輕型鋼結構的發展起到至關重要的作用。本文主要描述現代工業建筑現狀，對輕型鋼結構進行深度解讀，對輕型鋼結構在工業建筑中的具體應用及其未來發展空間進行逐一說明。希望通過本次對輕型鋼結構在現代工業建筑中的具體運用的研究，讓我國的工業化朝著高速可持續方向發展。

【關鍵詞】輕型鋼結構；工業建筑；應用；設計

引言

在現代工業建筑中，已經逐步淘汰了一些笨重的結構，輕型鋼結構已經成為工業建筑中的主流。輕型鋼結構不僅能夠承受較高的負荷，滿足工業建筑的需要，而且用起來輕便環保。這種優勢讓施工單位節省成本、快速完成施工任務外，還可以提高工程質量，提升自身信譽度。在建材市場競爭如此激烈的今天，備受建筑人員關注。盡管輕型鋼結構已經備受重視，但它仍然存在一定的問題，存在很多潛在價值沒有被挖掘，期待輕型鋼結構能得到更好的運用和發展。

1、輕型鋼結構中的必要性和意義

我國工業已經發展到一定階段，進入工業生產轉型期。經歷過三次工業革命，工業已經相當成熟穩定，且工業技術也是日新月異，工業化進程不斷加劇。雖然我國的綜合國力已經令世人矚目，但我國的工業化體系還不夠完善，處于中低端水平。現行的工業主要是以勞動密集型、資源密集型為主，但隨著我國城市化進程的推進，工業逐漸相技術密集型、環境友好型方向轉變。但其中的歷程是漫長而艱辛的，工業化的推進，必定造成資源消耗的加劇、環境污染的失衡等問題。這種粗放式的工業生產給人類造成的危害是顯而易見的，比如霧霾讓很多人無法正常生活工作。隨著改革的不斷推進，更多的地區響應了政策的號召。比如一些地區改變了產業布局，把一些對環境污染嚴重或對資源消耗較大的工業廢除或整治，加大對科學技術的研究力度，找出更多有利于工業友好發展的措施。發展一些新興產業，如旅游業、生物制造業等對環境相對無害的產業。

2、輕型鋼結構的特點

所謂的輕型鋼結構的定義至今沒有明確的說明，但它有兩個明顯標志：一是質量輕；二是運用時經濟效益好。與傳統的鋼結構相比具有顯著優勢，有了技術上的突破與運用能力上的提升。

第一，輕型鋼結構能夠隨時建造輕便、寬敞的建筑空間。輕型鋼結構根據實際具體需要可以進行精確實際，突破原有鋼結構由于體積笨重受力不合理的局限性。輕型鋼結構在用鋼量上只有普通鋼量的33%-55%，節省鋼量的同時，還可以節省水泥、模板、腳手架等建筑必須材料，大大消減了成本。輕型鋼結構在打造空間建筑上已經形成了一套完整的體系，不僅能夠使建筑達到預期的空間效果，還可以擁有視覺上的沖擊力。在工業生產中得到有效運用，特別是廠房的建設中，寬敞的空間，靈活的布局，可以更好地為生活生產服務。

第二，由于輕型鋼結構的運用，會使整體結構更加穩固、安全。輕型鋼結構本身具有重量較輕，材質教均勻，所以具有良好的延展性與抗震性，相比普通的鋼結構性能上有很大的提升。顧名思義輕型鋼結構建筑的主要建材是鋼材，且都具有良好的可塑性、韌性等一系列優質性能。無論是主體構件還是局部構件所用的鋼結構都是經過縝密的計算，嚴格的檢測才進入施工現場的合格優質產品，這些構建完美的配合促使建筑物有良好的抗震性，抗拉剪性。

3、輕型鋼結構在工業建筑中的具體運用

對于輕型鋼結構在工業建筑的空間設計主要有兩種結構類型：一是主要包括門式剛架和箱體建筑在內的整體式輕型鋼結構體系，二是包含網架結構、管轄架結構及金屬拱形波紋屋頂等輕型鋼結構屋面體系，這些都是輕型鋼結構在工業建筑空間設計的典范。

在整體式輕信鋼結構體系中，門式鋼結構是其建筑骨架的重要組成部分，這種門式剛架，在工業建筑中生產性能較高，在回收利用上也比普通的鋼材要好很多，這種性能更好節省成本，適用性較廣泛。而箱體建筑結構是一種運用于海、陸、空等不同形式的運輸裝置，它是通過對廢棄的集裝箱等工具進行適當的改造形成的，具有針對性。它是一個獨立的存在，擁有一個完全封閉的空間結構，這樣針對不同的用途可以改造成不同類型、大小的集裝箱。

在輕型鋼結構屋面體系中，網架結構已經運用的相當成熟，而且已經有很多經典的案例，比如美國芝加哥的國會大廳，英國哈羅的文藝中心等。網架結構是由一定數量且有規律的排列組成的框架，可以承載來自豎向的壓力。可以根據建筑對功能和美觀的需要進行靈活布局，可以是多種形狀，多種體態。管桁架主要是一個承重結構，可以以立面形式，也可以是平面形式，承受不同方向的荷載，主要是來自屋面的壓力，與其他鋼產品構件共同組成一個完整美觀的主體空間。而金屬拱形波紋屋頂結構，近年來在我國的建筑中得到廣泛運用，并且有了一定的創新，形成一種新型的屋面結構，無論在鋼板厚度、鋼材用量方面得到了改進，而且在建筑外觀上也具有美學功能。

輕型鋼結構在工業建筑中外觀造型也具有一定的設計技巧。第一，外形建筑錯列布局，具體有豎向和橫向錯列兩種排列方式。具體運用有奔馳的設計中心及其彪馬城市移動城堡的構造；第二，對一些特定的局部進行突出，這種單獨做出特殊處理建筑的局部會帶給建筑不一樣的空間造型，比如諾丁漢的某一工廠由格魯姆肖進行設計。

結語：

縱觀現在流行的工業建筑，大部分都是采用輕型鋼結構，足以證明輕型鋼結構具有明顯優勢，可以打造豐富多變的外部形態及合理布局的空間格局，不僅滿足生產需求，而且具有美學功能。在我國輕型鋼結構的應用已經相對成熟，在實現經濟效益的同時，還能為我國的節能減排、綠色建筑做出自己的貢獻。在工業建筑的具體運用中，應該根據輕型鋼結構自身的優勢和特點，挖掘其潛在的工業價值，進行不斷的技術創新和結構革新，推動我國的工業化進程，實現環保綠色的建筑構想。

參考文獻

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[2]史翔.輕型鋼結構在現代煤礦建筑中的應用分析[J].煤炭技術，2013，（11）.

作者信息：

程國起（1963年6月9日），男，漢族，遼寧省朝陽市人，學歷：本科，高級講師，研究方向 ：工業與民用建筑設計及施工管理。