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(diǎn)，且已廣泛應(yīng)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(yīng)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(jì)；應(yīng)用

城市發(fā)展迅猛，經(jīng)濟(jì)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(jìn)的，性價(jià)比高的材料的使用，我國建筑行業(yè)近年來有了很大改進(jìn)。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(shí)施以及人們生態(tài)環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，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(gè)比較模糊的名詞，目前一般認(rèn)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(jì)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(gè)判斷指標(biāo)：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(jìn)行判定。

2 輕鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 結(jié)構(gòu)體系

（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在實(shí)際的應(yīng)用過程中，輕鋼結(jié)構(gòu)因?yàn)槠浞奖憧旖莸奶攸c(diǎn)，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(diǎn)：第一，采用高效輕薄型材料，自重輕，強(qiáng)度高，占地面積小；第二，建筑施工過程中的各個(gè)程序可以以較小的時(shí)間差同步進(jìn)行；第三，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各部件的生產(chǎn)均可聯(lián)合計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助生產(chǎn)；第四，可以有效地減少裝修和維護(hù)費(fèi)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(yīng)用范圍廣，建筑通風(fēng)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(shí)搬遷，材料均可回收利用，不會(huì)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(shí)，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(dāng)將橋式起重機(jī)設(shè)置在工業(yè)廠房中時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(jì)要點(diǎn)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(dāng)房屋縱向的長度≥300m且房屋橫向長度≥150m時(shí)，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(shí)，在對屋面檁條進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)綜合考慮各種因素的影響，如采光帶、通風(fēng)屋脊以及天窗等。此外，應(yīng)根據(jù)具體實(shí)際的情況以及相關(guān)的計(jì)算來對屋面檁條之間的距離以及壓型鋼板厚度進(jìn)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(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)先按照門窗的大小以及位置來對墻梁的位置進(jìn)行確定。同時(shí)，在對雨篷與挑檐進(jìn)行設(shè)置時(shí)，也需要增設(shè)墻梁等構(gòu)件。此外，還需要通過具體的實(shí)際情況以及相關(guān)的計(jì)算，來確定墻梁的規(guī)格尺寸。最后，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還必須對墻面板的規(guī)格、廠房的美觀進(jìn)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(jìn)行提升，而且還可以傳遞和承擔(dān)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(jìn)行布置時(shí)，若已設(shè)置了溫度伸縮縫，則應(yīng)將這兩種水平支撐同時(shí)分別設(shè)置在每個(gè)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(shí)，橫向水平支撐之間的距離應(yīng)≤45m。若溫度伸縮單元長度≤90m時(shí)，則應(yīng)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(jì)

（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(dú)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(yīng)用于加固工程之中，鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)一般應(yīng)用于土質(zhì)較為均勻的地基處，而樁基礎(chǔ)則通常應(yīng)用于深基礎(chǔ)。

（2）剛架柱基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

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(jìn)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(diǎn)的新型的鋼結(jié)構(gòu)體系，現(xiàn)已被人們廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)之中。其中，輕鋼結(jié)構(gòu)門式剛架設(shè)計(jì)已被人們廣泛應(yīng)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(jìn)一步對輕鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究和探討。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）