目前輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)分析

黃耀 徐光彬

摘要：輕型鋼結(jié)構(gòu)最先興起的是在國(guó)外，后來(lái)在國(guó)內(nèi)發(fā)展并使用，最初的輕型鋼使用范圍，只是建造于相對(duì)簡(jiǎn)單的地上車庫(kù)或者對(duì)簡(jiǎn)易棚子的搭建，而在比較復(fù)雜的建筑上并沒(méi)有采用輕型鋼。本文對(duì)輕型鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑方面中的設(shè)計(jì)應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；輕型鋼結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

輕型鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展在國(guó)外使用較早，起初多用于建造地面汽車車庫(kù)或搭建簡(jiǎn)易車棚等簡(jiǎn)易型房屋。發(fā)展到后來(lái)，人們多利用它們拆裝便捷省力的特性，被用于建造地面營(yíng)房和庫(kù)房上。等到20世紀(jì)60年代，輕型鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展有利重大的突破，在國(guó)外出現(xiàn)了幾種新型的鋼板，如色彩豐富又耐久的彩色壓型鋼板、H型鋼板和冷彎型鋼板等，從而是你輕型鋼結(jié)構(gòu)成為作為常見(jiàn)，使用率最多的一種鋼板商品。

1、輕型鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)建設(shè)的概念

最早期的輕型鋼建筑是實(shí)腹式鋼架輕型鋼結(jié)構(gòu)，多以單層為主的金屬面板建筑，這種輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑最重要的優(yōu)點(diǎn)在于重量輕，后來(lái)工業(yè)建筑上廣泛使用。輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑主要是指建筑過(guò)程中充分利用冷彎薄壁型鋼、輕型焊接和高頻焊接型鋼、輕型熱軋型鋼等基礎(chǔ)上搭建的一種新型的鋼結(jié)構(gòu)房屋體系。隨著時(shí)代的進(jìn)步，時(shí)間的推移，更多的庫(kù)房、大型廠房、場(chǎng)館、超高層及一些中小型工廠紛紛以輕型鋼結(jié)構(gòu)作為主要的結(jié)構(gòu)形式。因其自重較輕，且施工簡(jiǎn)便，在實(shí)際應(yīng)用中改善了現(xiàn)狀也體現(xiàn)了自身的特點(diǎn)，所以輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用得到了廣泛的使用，使用范圍也在不斷的擴(kuò)大。

2、輕型鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的使用優(yōu)勢(shì)

輕型鋼具有以下特性：抗震性強(qiáng)、綠色環(huán)保、持久性、變形能力強(qiáng)、還具有保溫效果等特點(diǎn)，所以目前，在眾多的工業(yè)建筑使用的材料中輕型鋼結(jié)構(gòu)占據(jù)很大的分量。但是使用輕型鋼結(jié)構(gòu)也要有一定的注意事項(xiàng)，合理使用，需要注意的問(wèn)題就是不要在超大負(fù)荷的工業(yè)建筑中使用。輕型鋼結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中較為突出的特性：一，輕型鋼結(jié)構(gòu)自身具有自重輕的特點(diǎn)，輕型鋼結(jié)構(gòu)在制作過(guò)程中選取一種新型輕型焊接的H型鋼材，大大降低了自重，而且便于運(yùn)輸和安裝，適用于跨度大，高度高，承載重的結(jié)構(gòu)。二，輕型鋼結(jié)構(gòu)自身重量輕的特點(diǎn)，也不像以往使用的鋼材那么復(fù)雜，正好符合工業(yè)化建筑的具體要求，如操作簡(jiǎn)單便利、結(jié)構(gòu)比較單一化、鋼結(jié)構(gòu)可靠性高、實(shí)際工作性能比較符合計(jì)算理論等，所以輕型鋼結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)工業(yè)建筑都非常具有優(yōu)勢(shì)，起到了重大的作用。三，輕型鋼結(jié)構(gòu)自重輕，造價(jià)低，減少了基礎(chǔ)費(fèi)用，節(jié)省人力投資，建設(shè)工期縮短等優(yōu)勢(shì)，輕型鋼結(jié)構(gòu)施工方便，工期短，大大減少了人力的投入，間接的減少了建筑成本，所以綜合造假低，以上所述優(yōu)勢(shì)可見(jiàn)輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑是適合在工業(yè)建筑中持續(xù)發(fā)展的一種新型建筑形式。

3、輕型鋼結(jié)構(gòu)在中國(guó)的使用現(xiàn)狀

3.1分離結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)

在中國(guó)的建筑設(shè)計(jì)中，建筑、結(jié)構(gòu)、水、電、暖的專業(yè)分離已經(jīng)形成一種固定模式，幾乎所有的設(shè)計(jì)都是遵循一種設(shè)計(jì)程序，那就是主體建筑為先，結(jié)構(gòu)建筑在后的規(guī)律。而輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑則是建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一體化，同時(shí)行進(jìn)，甚至可以先進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)各個(gè)專業(yè)緊密配合進(jìn)行。經(jīng)過(guò)本期案例介紹可以看出，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件在建筑立面直接體現(xiàn)出來(lái)，施工工藝在建筑形式中體現(xiàn)出來(lái)，這就需要設(shè)計(jì)師對(duì)輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的材料掌握非常熟知，包括材料的性能、品種、規(guī)格、質(zhì)量、檢驗(yàn)報(bào)告、存放以及施工工藝等，還要求建筑師能夠掌握從設(shè)計(jì)到施工的每個(gè)環(huán)節(jié)，了解各專業(yè)基本和對(duì)建筑的主要要求，使得專業(yè)之間緊密配合以及將結(jié)構(gòu)系統(tǒng)清晰合理的組合起來(lái)。在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中所謂的“外飾墻”的裝修技術(shù)在輕型鋼結(jié)構(gòu)中根本不需要用到。

3.2建筑材料樣式不夠豐富

中國(guó)是鋼鐵工業(yè)產(chǎn)能大國(guó)，但是鋼材在建筑業(yè)的使用率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。重要的因素是中國(guó)市場(chǎng)的建筑鋼材品種不夠多樣化，顏色樣式少，規(guī)格型號(hào)單一。單從彩鋼板的顏色作比較，在我國(guó)市場(chǎng)上的彩鋼板有白色、藍(lán)色、紅色等幾種單一的顏色，而歐美國(guó)家使用的彩鋼板顏色多彩多樣，樣式新穎，還可以根據(jù)客戶的需求進(jìn)行私人訂制。導(dǎo)致中國(guó)的鋼材嚴(yán)重的影響了彩鋼板在建筑上的使用，再加上中國(guó)的鋼材配套的產(chǎn)品規(guī)格相對(duì)單一，使得建筑商進(jìn)口國(guó)外的彩鋼產(chǎn)品，增大了建筑的造價(jià)成本。輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑在結(jié)構(gòu)、材料、施工和建筑使用中都添加節(jié)排環(huán)保的功能，非常的符合新時(shí)代綠色建筑的理念。所以在未來(lái)的時(shí)期里，發(fā)展輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑，特別是用于住宅的輕型鋼結(jié)構(gòu)，對(duì)未來(lái)中國(guó)的建筑業(yè)有重要意義。

3.3缺乏專業(yè)施工技術(shù)隊(duì)伍

輕型鋼結(jié)構(gòu)對(duì)施工的技術(shù)要求非常的高，需要有專業(yè)技術(shù)工人，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的培訓(xùn)才可以上崗施工操作。在中國(guó)建筑施工企業(yè)中大多還是從事大型的鋼筋混凝土建筑的施工，卻很少能夠完成輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工。輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑不僅是中國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)的好機(jī)會(huì)，更是將建筑施工發(fā)展到一個(gè)新的高度。21世紀(jì)將是輕型鋼結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的時(shí)期，隨著人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)要求的提高，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑得到了廣泛的使用，所以在未來(lái)承辦輕型鋼結(jié)構(gòu)的制造商和施工的企業(yè)都有很好的發(fā)展前景。

4、輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)重點(diǎn)

4.1工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)選型

時(shí)代在發(fā)展，社會(huì)在進(jìn)步，在工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)領(lǐng)域中也發(fā)生了很大的變化。在整個(gè)工業(yè)輕型鋼結(jié)構(gòu)建造過(guò)程中，選擇適用的跨度和最佳的柱距，由設(shè)備的要求和生產(chǎn)工藝來(lái)決定。整個(gè)建造過(guò)程中，最佳柱距——指特定要求的工業(yè)建筑的總鋼量和柱距之間是呈現(xiàn)反比的關(guān)系。結(jié)合建筑造型的設(shè)計(jì)，最佳柱距慧隨著結(jié)構(gòu)的跨度影響吊車的高度，同時(shí)輕鋼的承載力也會(huì)跟著發(fā)生改變。此外一些影響，也會(huì)讓柱距發(fā)生變化，例如輕鋼結(jié)構(gòu)所在的周圍環(huán)境、空間、層高、吊車自重、荷載量等。

4.2采用適合的建筑方案

合理的建筑方案是降低輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑成本最有效，最直接的辦法。就需要設(shè)計(jì)師根據(jù)輕型鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)特性和用戶的需求，不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，包括選擇項(xiàng)目的地址、總圖位置的規(guī)劃、建筑材料的選擇、防火劃分區(qū)域、材料耐火等級(jí)、建筑耐久年限、控制人員的規(guī)模和設(shè)計(jì)造型等方面。必須結(jié)合美觀建筑、隔熱保溫、阻燃材料、本身耐火等要求。

5、結(jié)束語(yǔ)

從輕型鋼結(jié)構(gòu)外形來(lái)看簡(jiǎn)潔、美觀，從造價(jià)方面考慮輕型鋼節(jié)省鋼材，在安裝方面考慮輕型鋼安裝方便、施工速度快、節(jié)省時(shí)間。而它最大的優(yōu)勢(shì)就在于制作上，它可以形成系列化及裝配化的大批量生產(chǎn)，是迄今最為搶手的，最具競(jìng)爭(zhēng)力的結(jié)構(gòu)形式之一。

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