试探轻钢结构工业建筑设计

摘要：作为厂房的主体结构的轻型钢结构，施工周期也极短，质量轻，工程造价相比其他工程也较为低廉较其他材质构件的厂房安全性能高，造型也十分美观，这些优势都使得轻型钢结构的厂房在工厂厂房建设的过程中得到了广泛应用。本文对轻型钢结构建筑的定义、特点及工业建筑中轻型钢结构的屋面设计、墙面设计、构造设计、施工流程、防水措施进行了探讨。

关键词：轻钢结构 工业建筑 设计

中图分类号：S611文献标识码： A

1.轻型钢结构建筑的特点

1.1自重轻

自重轻是是轻型钢结构建筑得以推广和运用的重要原因。轻型钢结构自重轻主要是因为它采用的是轻型焊接的 H 型钢，相比较一般的工字钢、槽钢最大的优势就在于可以合理运用钢的截面，一般情况下都具有很高的截面利用系数，可以很好的节省钢材。对于一些地基承载力较低的工业建筑，这个优点的优越性可以得到更好的显现。

1.2 工业化程度高

轻型钢结构的建筑构造较为简单，材料也比较单一，相比较其他的建筑构造方式更容易实现标准化、自动化生产。因此无论是从生产的角度还是在安装使用中，轻型钢结构建筑都具有很高的工业化程度，这点对于工业建筑也是非常重要的。

1. 3 现场施工速度快、工期短

轻型钢结构的不复杂性和较轻的性质直接决定了它在施工过程中具有非常快的施工速度，可以有效的缩短工期，而且对于技术的要求也特别低，在实现量化生产的同时也可以实现高效率的使用。综合经济效益优良，是环保产品轻型钢结构可以实现工业化生产，缩短施工的工期，因此在一定程度上可以降低生产成本和施工成本，再加上产品本身质地轻、造价低、技术要求水准不高，所以使用便捷，造价低，可以实现很好的经济效益。

2 工业建筑中轻型钢结构的设计

2.1 工业建筑中的轻型钢结构的屋面设计

2.1.1 屋面材料和坡度的选择

近年来轻型钢结构的屋面材料主要有压型钢板、太空钢板等，但是目前应用最广的还是金属压型板、金属压型复合保温板以及夹心板。虽然说这3种材料在我国使用范围都比较广泛，但是每种材料都有其各自的特点，用途也不尽相同。对于一般的工业建筑来说，通常是屋面的坡度越大，越利于屋面的排水，而如果坡度过大的话就会使得排水的流速增加，容易出现溅水现象。相反，屋面坡度较小的话，排水速度将变小，水流过慢容易在屋面形成积水，从而会加速压型板的腐蚀，不利于压型板的长期使用。在屋面坡度的选择时还要根据相应的经济要求、施工要求等作为参考依据，比如屋面坡度较小可以减少材料的使用，降低设计成本，屋面坡度过大也会增加施工的难度，影响施工的质量。

2.1.2 金属压型钢板屋面构造设计

金属压型钢板屋面构造设计主要包括板型的选择、压型金属板的选择、屋面开洞的方式及防水处理等3方面的主要内容。大部分的轻型钢结构的建筑物鉴于对于采光、通风等方面的需求，需要在屋面上部开凿一定的孔洞或是进行一定的通风和防水设计。因此在金属压型钢板屋面设计中，要注重对于屋面的开洞、通风以及防水处理。在屋面的开洞设计中，对于一些孔直径或边长较小的孔洞，可以直接在横梁上面插入 1 根圆形钢管或是其他工艺管进行处理，如果遇到泛水现象，可以在开洞缝处涂覆足够的硅酮胶来进行防水。最常见的工业建筑的轻型钢结构多通过涡轮通风器解决通风问题。对于屋面的防水结构设计，首先要解决好搭接缝问题，防止因搭接缝的存在导致的漏水现象，因此对搭接的结构设计是防水结构设计的主要内容。

2.2 工业建筑中的轻型钢结构的墙面设计

根据墙置不同包括外墙和内墙两种，根据受力特点不同可以分为非自承重式轻型墙体和自承重式轻型墙体，而常用的工业建筑中的墙体材料多以轻质材料为主，比如彩涂金属压型板、彩涂金属压型板夹心板、PC 板等，根据建筑物的建筑要求和设计标准以及各种板型材料的优缺点选取合适的墙体材料。对于金属压型板墙面系统构造设计主要是对压型板具体长度选取和钢板墙面系统细部构造设计。在金属板的选取中要充分考虑到板块承载力水平以及板块单位面积材料的有效覆盖率，尽量减少或不出现压型板的长向搭接，减少不必要的材料浪费。

2.3轻钢结构厂房防水措施

轻钢结构安装的过程中，会因一些设计和施工原因造成屋面的漏雨漏水现象。要做好防水措施，应从以下几点入手：（1）合理确定房屋的坡度，不能因为节省造价开支而随意的将设计指标降低，屋面檩条高度的设计最好采用高值，可以防止因屋面不均匀而产生下挠，出现屋面积水情况。（2）接缝构造处处理。（3）安装的时候，注重细节部分的构造处理。泛水板在连接屋面的彩色压型钢板时，可采用搭接连接。搭接部位设置堵头和挡水板。施工时钢板上翘30mm，便可以有效地防止漏水；设计时，尽量选用厚度、刚度协调，波形一致的采光板和彩钢板；外天沟应该采用一端有墙板支撑，另一端有槽型件支撑的彩钢板，内天沟的外壁应该高出屋面板端头，墙内壁也要做泛水。天沟的深度要足够，两端需做溢水口。

3 轻钢结构厂房工程施工中的质量管理的主要措施

轻钢结构厂房安装质量控制的技术措施包括轻钢结构的制作、焊接、安装、螺栓连接、防腐和防火涂料的涂装以及压型钢板的安装。在轻钢结构的制作过程中，要对结构件进行质量检验，在对轻钢结构件进行大批量钻模制孔时，同样需要经过质量检测，只有完全符合标准的情况下，才能够投入使用。

焊接时质量控制，轻钢结构施焊前，对焊条的合格证进行检查，按设计要求选用焊条，并且严格按说明书和操作规程上的要求使用焊条，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤、焊缝能存在气孔、夹渣、弧坑裂纹、焊缝不得有咬边以及焊接不彻底等缺陷，此外还要对焊缝进行无损检测，在规定的焊缝以及部位要有检查焊工的钢印，不合格的焊缝不得擅自处理，应该制定出合理的修改方案获批后才能修改，同一部位的焊缝返修次数不宜超过两次。

在安装过程中，应该按照相关质量控制技术标准以及质量检测制度执行，明确轻钢结构厂房的施工荷载以及疲劳要求，保证厂房整体结构的安全性和稳固性。安装时采用的机械器具，必须经过计量检定和校验，确保施工人员进行准确操作。在吊装过程中，需要编制轻钢结构吊装方案，并且与设计单位进行技术交底，使方案能够满足具体的施工要求。

螺栓连接时首先需要对扭矩系数、紧固力以及抗滑移系数进行复验，确保各项参数指标符合要求。对于高强度螺栓要确保螺栓的受力均衡，通常情况下，是从中间相两边对称的形式进行螺栓紧固，而且每拧紧一遍后，都需要进行记录，避免出现任何遗漏现象。对于一些大型的轻钢结构，为了确保螺栓受力的平衡，需要使用复拧的形式进行紧固。

压型钢板的施工必须确保波纹对直，严禁使用氧气切割的方式进行压型钢板的开孔和裁切，防止高温破坏钢板的镀锌层。此外，压型板咬口点的间距需要严格控制在400㎜以内，通常的取值为压型板宽度的1/2。而且压型板的咬缝要平滑顺直、咬口深度一致，如果宽度大于5㎜的咬缝需要通过拉锚钉的方式进行固定，从而确保压型板与轻钢结构之间连接的稳固性。

镀锌轻钢结构成品件的外观保护：轻钢结构镀锌后在之后的运输装卸等环节中，容易造成镀锌层的破坏，不仅仅影响防腐更对外观有直接的影响。在运输装卸中，可以采取在车厢内铺设草包的措施来避免，同时将轻钢结构整齐堆放并绑扎牢固，绑扎处可以用塑料等物垫层保护镀锌层，对于避雷针及钢梁等一般采用吊车装卸，同样有必要在起吊点用塑料垫层保护。施工时对构件局部变形的手锤矫正，可以在锤击部位上下侧用木板铺垫保护，对于已经造成的镀锌层，可以使用灰色汽车喷漆进行喷涂修复。

3 结语

当前的轻型钢结构被广泛运用在了工业建筑中，生产厂房、车间、办公区等厂区营建中都充分显现出轻型钢结构的重要优势以及特点，随着科学技术的不断进步与发展，笔者相信轻型钢结构必将在工业建筑中发挥着更大的作用。

参考文献

[1]陈光远.轻型钢结构设计探讨[J].中国科技信息,2005(06)

[2]周鸿.浅谈轻型门式刚架结构建筑的应用[J].新疆石油科技,2004(01)