工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中輕型鋼的應(yīng)用實(shí)踐研究

高從麗

摘要：科技的發(fā)展推動(dòng)了我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步，在現(xiàn)代化城市建設(shè)當(dāng)中，建筑材料不斷更新變化，在我國(guó)工業(yè)建筑當(dāng)中，目前主要應(yīng)用輕型鋼作為材料，對(duì)于承載較輕的建筑具有較好的應(yīng)用效果，并且有助于環(huán)境保護(hù)，符合持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，本文主要針對(duì)輕型鋼在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行探究，希望能夠?yàn)橥苿?dòng)我國(guó)建筑事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);輕型鋼;應(yīng)用實(shí)踐

一、輕型鋼簡(jiǎn)介

輕型鋼這一材料在國(guó)外很早就已經(jīng)開始應(yīng)用，根據(jù)以往傳統(tǒng)應(yīng)用的木質(zhì)結(jié)構(gòu)，對(duì)輕型鋼進(jìn)行有效打造?？梢哉f(shuō)輕型鋼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在一定程度上受到了木質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。一開始較為普通的輕型鋼，主要是以薄壁型以及小斷面型作為主要形式，然而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其結(jié)構(gòu)也發(fā)生著巨大的變化。以實(shí)腹型單層式結(jié)構(gòu)為例，該結(jié)構(gòu)輕型鋼在許多工業(yè)建筑當(dāng)中都得到了廣泛應(yīng)用，以圓鋼、鋁合金等作為主要的構(gòu)建原料，除此以外，還需要應(yīng)用到鋼管、角鋼等材料，進(jìn)而共同打造成輕型鋼結(jié)構(gòu)。

隨著輕型鋼結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化發(fā)展，門式剛架結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)在了眾人眼前，相比于一開始的輕型鋼，該結(jié)構(gòu)具備著更大的優(yōu)勢(shì)，門式鋼架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度較高，剛度也要?jiǎng)龠^(guò)傳統(tǒng)的輕型鋼，不僅如此，還具備著較強(qiáng)的抗震能力，在水平荷載方面也大大增強(qiáng)，超過(guò)了傳統(tǒng)的輕型鋼結(jié)構(gòu)。

除此以外，輕型鋼的結(jié)構(gòu)本身也具備著更多的優(yōu)勢(shì)，比如在構(gòu)造的過(guò)程當(dāng)中所選用的材料相對(duì)單一，如此一來(lái)便能夠在生產(chǎn)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，操作也較為方便，不僅能夠節(jié)約材料成本，同時(shí)在生產(chǎn)制造的過(guò)程當(dāng)中，其效率也不斷提升。在原本生產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中，往往會(huì)出現(xiàn)各樣浪費(fèi)的情況，然而輕型鋼結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，則有效改善了這一問(wèn)題，使資源得到了充分保障，有效杜絕了浪費(fèi)現(xiàn)象。輕型鋼在制造時(shí)，形體形態(tài)相對(duì)優(yōu)美，并且其質(zhì)量較輕，在工業(yè)建筑當(dāng)中被得到了廣泛認(rèn)可，并且能夠帶來(lái)極佳的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也符合國(guó)家持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，具有極為廣闊的應(yīng)用前景，在目前是各個(gè)工廠當(dāng)中極受歡迎的材料。

二、輕型鋼的具體優(yōu)勢(shì)分析

在以往傳統(tǒng)廠房建筑的過(guò)程當(dāng)中，會(huì)通過(guò)混凝土材料以及粘土磚等進(jìn)行構(gòu)建，然而隨著輕鋼材料的出現(xiàn)，目前已經(jīng)逐步開始應(yīng)用輕型鋼作為主要的結(jié)構(gòu)材料，基本上取代了原有的重量較大的材料，并且有效減少了混凝土的使用，其用量大約在原有的50%左右，這就使得整體的建筑重量得到了大大降低，經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)采用輕型鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑，相比于傳統(tǒng)的建筑而言，其總重量只有原來(lái)的25%，可見輕型鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑當(dāng)中起到了重要的作用，通過(guò)使用輕型鋼，使施工效率大大提升，在建筑的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)用輕型鋼體系，不需要對(duì)鋼筋進(jìn)行綁扎處理，整體操作相對(duì)簡(jiǎn)單，并且該結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要比混凝土高很多，而且應(yīng)用輕型鋼結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行混凝土澆筑過(guò)程當(dāng)中也不需要進(jìn)行支撐，以往在澆筑時(shí)需要臨時(shí)進(jìn)行支撐操作，才能夠保證工程順利進(jìn)行，目前只需要進(jìn)行直接澆筑即可，能夠有效提高施工效率，使拼裝速度大大提升，經(jīng)過(guò)實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在整體施工周期方面，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)原有的結(jié)構(gòu)材料，比混凝土材料的施工周期要縮短50%-75%，如此一來(lái)便能夠使資金的利用率大大提升，在以往施工周期較長(zhǎng)，會(huì)大大增加投資資金的占用時(shí)間，然而隨著輕型鋼材料的應(yīng)用，則有效減少了占用時(shí)間，不僅如此，輕型鋼騎本身具有良好的環(huán)保特性，完全符合國(guó)家綠色發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，比如在以往進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑時(shí)，往往會(huì)用大量的砂、石等材料，然而采用輕型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)建造時(shí)，則有效減少了以上材料的用量，往往會(huì)采用可回收降解材料，大大提高了環(huán)境保護(hù)的效率，有助于綠色建筑的進(jìn)一步發(fā)展，在對(duì)建筑進(jìn)行拆除的過(guò)程當(dāng)中，由于其材料本身的可降解性，因此不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，其整體的性價(jià)比相對(duì)更高。

輕型鋼結(jié)構(gòu)之所以能夠在現(xiàn)今工業(yè)建筑當(dāng)中被廣泛應(yīng)用，主要是由于其自身結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕。因此在應(yīng)用過(guò)程中較為方便，優(yōu)勢(shì)較大。而其重量之所以較為輕盈，主要是由于在生產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中，其運(yùn)用的主要材料是H型鋼，該類鋼材對(duì)于截面具有較高的利用率，其整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程能夠有效減少資源浪費(fèi)，降低整體成本，因此在目前被廣泛應(yīng)用。輕型鋼其打造的過(guò)程當(dāng)中，本身的工業(yè)化程度也相對(duì)較高，從其整體的構(gòu)造而言，應(yīng)用材料較為單一，而且所使用的材料也相對(duì)普通，較為常見，如此一來(lái)便能夠在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，并且能夠大批量生產(chǎn)，完全能夠滿足市場(chǎng)的需求，不僅如此，其本身具有著較大的優(yōu)勢(shì)，相比于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)而言，整體優(yōu)勢(shì)較為突出，因此受到了各大廠商的歡迎。

在具體應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，輕型鋼結(jié)構(gòu)的整體施工也相對(duì)簡(jiǎn)單，便于操作，可以有效提高施工效率，減少施工周期，并且在整個(gè)工程項(xiàng)目當(dāng)中，能夠大大降低成本。不僅如此，其自身剛度強(qiáng)度也相對(duì)較高，因此在施工當(dāng)中對(duì)于技術(shù)要求并不高，施工人員都可以很好的進(jìn)行應(yīng)用，因此是目前極受歡迎的工業(yè)建筑材料。

三、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中輕型鋼的應(yīng)用分析

六、外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中輕型鋼的應(yīng)用

在工業(yè)建筑當(dāng)中，對(duì)其整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先以外墻結(jié)構(gòu)為例，在采用輕型鋼時(shí)，主要是將其作為非承重墻來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在工業(yè)建筑外墻結(jié)構(gòu)當(dāng)中，往往會(huì)通過(guò)組合設(shè)計(jì)的形式進(jìn)行建造。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)工作人員要根據(jù)實(shí)際需求確定墻面厚度，而在應(yīng)用壓型鋼板的過(guò)程當(dāng)中，要使保證其厚度，壓型鋼板主要是通過(guò)鍍鋅鋼板制作而成，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，也分為多樣種類，分別為大波、小波、豎版、橫版等等，能夠使其整體強(qiáng)度得以再次提升，保證其使用更加穩(wěn)定。在制作的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)其波形也要做好有效壓制，如此便能夠使其整體性能得到進(jìn)一步保障。

施工人員在進(jìn)行外墻結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程當(dāng)中，要按照規(guī)定的流程展開施工，首先要對(duì)工業(yè)建筑齊主鋼構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理搭建，完成該步驟之后，則需要按要求安裝墻檁，在安裝時(shí)要考慮到柱子的跨度，根據(jù)其跨度的差異進(jìn)行合理安裝，往往會(huì)在柱子上進(jìn)行橫向安裝。在該流程當(dāng)中，施工人員要對(duì)墻檁進(jìn)行有效觀察，無(wú)論是其疏密程度還是大小都要進(jìn)行時(shí)刻注意，當(dāng)墻檁固定好之后，則可以將壓型鋼板放在其上面。同時(shí)還要將玻璃絲安置于墻檁與墻板中間，如此便完成了外墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建造。當(dāng)然，為了能夠保證其美觀程度，提升建筑的整體視覺(jué)效果，施工人員可以對(duì)其骨骼系統(tǒng)進(jìn)行有效包裝，應(yīng)用內(nèi)襯鋼將其安置在墻檁內(nèi)部，在選擇其類型的過(guò)程當(dāng)中，也要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確定，當(dāng)應(yīng)用豎板時(shí)，則要對(duì)其穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行有效保障，當(dāng)應(yīng)用橫板時(shí)，則需要使整體結(jié)構(gòu)看上去大方美觀。

在墻面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，也會(huì)應(yīng)用到金屬壓型板，在對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)壓型板的具體情況，對(duì)墻面的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)。相關(guān)施工人員在應(yīng)用金屬版的過(guò)程當(dāng)中，要根據(jù)實(shí)際情況合理選擇，對(duì)其承載力要進(jìn)行有效判斷，不僅如此，其單位面積的覆蓋情況也要做到有效設(shè)計(jì)，避免在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)浪費(fèi)的情況。設(shè)計(jì)人員在對(duì)該墻面結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，需要包含以下幾點(diǎn)，比如泛水板，夾心板等等，尤其是在對(duì)夾芯板進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，要對(duì)其節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，同時(shí)針對(duì)其位置也要做好科學(xué)布設(shè)工作，與此同時(shí)對(duì)其轉(zhuǎn)角以及窗洞等重要節(jié)點(diǎn)，也要進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，保證其正常的功能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，有利于提高工程的整體質(zhì)量。

七、屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中輕型鋼的應(yīng)用分析

（八）做好坡度的確定

在工業(yè)建筑當(dāng)中，進(jìn)行屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，要對(duì)其坡度進(jìn)行科學(xué)確定。不同的坡度其排水情況也存在差異，如果選擇較大的坡度，雖然其排水速度相對(duì)較快，然而也存在著一定的弊端，主要體現(xiàn)在施工時(shí)，整體的建設(shè)難度會(huì)在一定程度上有所增加，而且需要消耗更多的材料，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，要對(duì)其坡度進(jìn)行更合理的確定。而如果坡度較小，雖然排水會(huì)相對(duì)慢一些，但是相比于大坡度來(lái)說(shuō)，在施工建設(shè)時(shí)則相對(duì)容易，而且材料成本也相對(duì)較低，然而積水的發(fā)生率會(huì)大大增加，會(huì)給壓型板造成一定的腐蝕，嚴(yán)重影響其使用壽命，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，可以使屋面的坡度保證在5%-35%之間。

除此以外，在對(duì)屋面結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，也要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，比如對(duì)于雨水量大的南方地區(qū)，在工業(yè)建筑屋面坡度設(shè)計(jì)時(shí)，要相對(duì)大一些，能做到高效排水，而對(duì)于雨水少的北方，則可以選擇較小的坡度，便能夠有效滿足具體建筑的施工需求。

（九）金屬屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前在屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，主要會(huì)應(yīng)用輕型鋼作為主要材料，考慮到其結(jié)構(gòu)本身需要對(duì)采光窗、通風(fēng)管等進(jìn)行有效構(gòu)建，同時(shí)也要考慮到是否會(huì)發(fā)生漏水的情況，并進(jìn)行針對(duì)性解決。相關(guān)的設(shè)計(jì)以及施工人員可以結(jié)合其實(shí)際情況進(jìn)行有效解決，比如對(duì)于一些直徑相對(duì)較小的掛件而言，在進(jìn)行施工的過(guò)程當(dāng)中可以應(yīng)用硅酮膠進(jìn)行有效涂抹，如此便能夠有效防止漏水，使屋面的整體結(jié)構(gòu)更加合理，而對(duì)于孔洞較大的部位，在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中則要更加細(xì)致合理，做好泛水裙板以及底座的科學(xué)設(shè)計(jì)，保證二者之間能夠形成整體，進(jìn)而使防水效果得到有效保障，避免出現(xiàn)積水問(wèn)題，而使金屬屋面受到腐蝕。

在對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，也要注意粉塵的問(wèn)題，如果設(shè)計(jì)不合理，會(huì)導(dǎo)致煙塵進(jìn)入到建筑內(nèi)部，使其內(nèi)部環(huán)境受到極大影響，如果氣體存在較嚴(yán)重的污染性，則對(duì)于工作人員的健康極為不利，也會(huì)污染建筑內(nèi)部構(gòu)件，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)受到損失，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中也要做好天窗結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

為了使整體結(jié)構(gòu)滿足實(shí)際工作需求，也要做好采光結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在實(shí)際建造中需要應(yīng)用到采光板以及采光頂棚，進(jìn)而可以在其側(cè)面做好天窗的設(shè)置工作，在該結(jié)構(gòu)當(dāng)中，相關(guān)人員對(duì)于其高度要進(jìn)行合理確定，要根據(jù)實(shí)際的采光情況進(jìn)行科學(xué)選擇，并且對(duì)于采光頂棚而言，要對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)。

對(duì)于采光板，在進(jìn)行材料選擇時(shí)，可以選擇中空板等，相關(guān)設(shè)計(jì)人員也可以在屋頂安置維護(hù)板材，如此能夠使采光效果更好，在目前應(yīng)用輕型鋼的工業(yè)建筑當(dāng)中，往往會(huì)選用玻璃纖維加強(qiáng)聚酯材料作為采光板的主要材料，主要是由于其具備著較高的強(qiáng)度，并且在制作的過(guò)程當(dāng)中也相對(duì)簡(jiǎn)單，能夠有效提高采光度。

八、輕型鋼結(jié)構(gòu)加層設(shè)計(jì)應(yīng)用

在工業(yè)建筑當(dāng)中應(yīng)用輕型鋼結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行加層設(shè)計(jì)時(shí)，要格外突出其自身的特色，在原有結(jié)構(gòu)當(dāng)中加高是比較普遍的方法，可以使主體得到有效優(yōu)化。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，也要做好支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而使輕型鋼整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。不僅如此，還要考慮到地震效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度得到有效分布，進(jìn)而使其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到有效保證。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，在目前工業(yè)建筑當(dāng)中，輕型鋼已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，得到各個(gè)廠商的歡迎，并且對(duì)于促進(jìn)建筑事業(yè)的發(fā)展也具有重要作用。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，一定要根據(jù)輕型鋼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和布置，選擇最佳方案，使建筑屋面、墻體等都能夠達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而充分發(fā)揮輕型鋼的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)建筑事業(yè)得以持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李冰成.輕型鋼在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究[J].四川建材.2020，（7）.62～63.

[2] 李英.輕型鋼在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用[J].新型工業(yè)化.2019，（2）.103-106.

[3] 李智廣.輕型鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑設(shè)計(jì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì).2018，（13）.995.

[4]郝士明. 論輕型鋼在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2017，15（10）：191.