關于輕型鋼結構廠房設計運用

張紅星

摘 要：輕鋼結構是一種新型的鋼結構體系，具有自重輕、施工速度快以及商品化程度高等優點，且已廣泛應用于工業廠房的建設之中。因此，對輕鋼結構在日常的工業廠房中的應用現狀的分析，有著重要的意義。

關鍵詞：輕鋼結構；工業廠房；設計；應用

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

1 輕鋼結構概述

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

2 輕鋼結構在工業廠房中的設計要點

2.1 結構體系

（1）結構特點

在實際的應用過程中，輕鋼結構因為其方便快捷的特點，近年來已經受到了很多業主的歡迎，以下主要講述一下輕鋼結構的主要特點：第一，采用高效輕薄型材料，自重輕，強度高，占地面積?。坏诙ㄖ┕み^程中的各個程序可以以較小的時間差同步進行；第三，隨著科學技術的不斷進步，各部件的生產均可聯合計算機技術輔助生產；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，不會造成環境污染，符合可持續發展戰略。

（2）門式剛架

目前，輕鋼結構工業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。當將橋式起重機設置在工業廠房中時，則門式剛架梁柱的柱截面最好采用等截面的構件。

（3）輕鋼結構工業廠房結構體系

在輕鋼結構工業廠房結構體系中，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。輕鋼結構工業廠房結構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 結構布置

在輕鋼結構工業廠房中，其結構主要由三大部分組成，即屋面結構、墻面墻梁以及支撐。其結構布置的設計要點如下：

（1）屋面結構的平面布置

在輕鋼結構廠房結構系統中，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，以此來確保結構伸縮空間的充足。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，應根據具體實際的情況以及相關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

在對輕鋼結構工業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置時，也需要增設墻梁等構件。此外，還需要通過具體的實際情況以及相關的計算，來確定墻梁的規格尺寸。最后，在進行設計時，還必須對墻面板的規格、廠房的美觀進行考慮。

（3）支撐布置

在輕鋼結構工業廠房中，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，從而為結構安裝的穩定提供了保障。在對支撐進行布置時，若已設置了溫度伸縮縫，則應將這兩種水平支撐同時分別設置在每個溫度伸縮單元之中，以此來確保空間結構體系的穩定。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 剛架柱基礎的設計

（1）剛架柱基礎的形式

一般而言，輕鋼結構工業廠房的剛架柱基礎的形式主要包括3種，即鋼筋混凝土獨立基礎、柱下條形基礎以及樁基礎。其中，柱下條形基礎一般應用于加固工程之中，鋼筋混凝土獨立基礎一般應用于土質較為均勻的地基處，而樁基礎則通常應用于深基礎。

（2）剛架柱基礎的設計

在輕鋼結構工業廠房中，剛架柱基礎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進行連接。

3 結束語

綜上所述，輕鋼結構是一種具有自重輕、施工速度快以及商品化程度高等優點的新型的鋼結構體系，現已被人們廣泛應用于建筑行業之中。其中，輕鋼結構門式剛架設計已被人們廣泛應用于工業廠房之中。而目前，輕鋼結構的相關技術還不夠成熟。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構在工業廠房設計中的應用進行研究和探討。

參考文獻

[1]何山.探討輕鋼結構廠房的施工技術要點分析[J].中國建筑金屬結構，2013，（22）：14.

[2]高健.淺析鋼結構廠房的施工方法及質量控制[J].科技創業家，2013，（21）：12.

（作者單位：洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司）