工业建筑中轻型钢结构的设计

工业建筑中轻型钢构造的设计

【摘要】轻型钢构造建筑系统H勺出现为现代建筑发展带来新的

设计措施和建造模式。尤其是在工业建筑没计领域，其优势更为明

显。本文首先简介了轻型刚构造日勺基本信息，然后对该构造日勺优势进

行了阐明，最终对该构造设计在详细工程中的应用进行了分析，

【关键词】工业建筑轻型钢构造设计

中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：

工业生产变革为工业建筑设计行业提供了广阔日勺市场空间。鉴于

国家对工业领域绿色发展模式的期许，建筑设计必须变化以往那种

以挥霍自然资源口勺钢筋混凝土构造为主导R勺建造格局，提高新型环

境保护、可循环运用口勺工业建筑占有量。在这股浪潮中，轻型钢构造

建筑由于自身综合优势，成为新兴工业建筑建设中的主力军。

一、轻型钢构造建筑概述

轻型钢构造在业内还没有一种详细日勺概念界定，对它的称谓是

受了一般钢构造日勺影响，与其互相辨别。

第一层面：建筑钢构造材料多采用薄壁型钢（冷弯或焊接）、轻

型热轧型钢、圆钢、角钢，构成构造构件，拼接成多种轻型的承重构

造形式，如：轻型门式刚架、薄壁型钢屋架（桁架）、多层建筑轻钢

构造，或轻型屋面构造中的钢网架、网壳等；其维护构造外表皮为金

属彩色压型钢板，也有与玻璃幕墙、混凝土、石材等多种建筑外墙相

结合出J设计，屋面为金属屋面系统。

第二层面：轻钢构造和一般钢构造建筑相比，构造日勺用钢量指

标相对较低（一•般单层房屋构造用钢量等于或者低于50kg/m2,多层

房屋构造用钢量等于或低于60kg/m2。其中，单层房屋主体由跨度较

大的钢构造屋盖构成。因此，对单层钢构造建筑而言，屋面为轻型建

筑材料、构造用钢量满足经济效用优势的建筑，即鉴定为轻型钢构造

建筑。

综上所述，轻型钢构造建筑各个方面都体现出它“轻”W、J最大特

性。它是轻型建筑材料和轻型钢构件的有机组合，能广泛满足人们对

工业生产、平常生活所需建筑空间的需求。

二、轻型钢构造在工业建筑中应用日勺建筑优势

1.轻巧、开敞的建筑实体空间

轻钢构造截面小、自重轻，承重构造截面可根据受力状况进行精

确设计，比一般钢构造使用的槽钢、工字钢截面受力更为合理。轻型

屋面系统用钢量一般在8kg/m2至U15kg/m2之间，为整个轻钢建筑

的据记录，轻钢主体构造日勺含钢量一般在25-80kg左右，彩

色压型钢板的重量为10kg。因此，轻钢构造建筑自重只有一般钢构

造建筑的33%-50%钢筋混凝土构造建筑的可节省大量水

泥，脚手架、模板和其他建筑材料，大大减少建筑总体造价。

2.主体构造稳定、可靠

钢与其他建筑材料相比容重与屈服点口勺比重小，并且材质均匀、

延展性好，自身就是极好的抗震、抗压建筑材料。轻钢构造重要承宽

构件均为钢构造，采用W、J钢材塑性、？性、强度都很高，可承受较大

的动力荷载。其钢构造杆件大部分都是在工厂通过精确计算后加工制

造而成，通过完善的检测手段，保证质量安全、可靠。加上梁柱间日勺

交叉支撑构造和楝条的抗扭和抗剪的共同作用，深入加强了轻型钢

构造体系的稳定性。在地震多发口勺工业厂区，轻型钢构造体系一直是

厂房建设的构造首选，也被当成临时建筑用于地震后日勺救灾安顿用

房。

3.便利rJ施工建造方式

轻钢建筑构造简朴，采用先进的自动化制造设备原则化批量生

产。建筑骨架可现场组装钢构件而成或工厂成型后运送至指定基地。

现场安装不受气候影响，无湿作业、不需其他模具、施工速度快，一

般厂房2到3个月就能完毕工程建设。其骨架构造组合方式一般同生

产方式、建筑规模、运送能力以及施工条件有关。常见的有：构件式

建筑体系、框架式建筑体系、盒子组合式建筑体系。

三、工业建筑中轻型钢构造的设计应用

某企业厂房建设用地41600平方米，厂区规划建设科研综合楼、

组装车间以及厂房；厂房抗震烈度为7度，耐火等级为二级，工程使

用年限为50年。该厂房建成后，在整个工业园区内颇具标志性形象。

本文就该厂房的设计做了简要分析。

1.建筑方案

一期车间平面为123nlx96m的矩形，共5跨，南至北跨度分别为

18米、18米、21米、18米、15米；厂方内设有桥式吊车，起重量

分别为10T、15T、30T、15T、20T,女儿墙顶高15.5米。建筑物

室内地坪设计标高±0.000相称于绝对标高95.09米；建筑高度9.6

米，总建筑面积10260.43平方米。

在建筑方案创作中，立面设计成为建筑外观的重要原因。因此在

主体构思中重要借助于外围护体系的设计而体现。为力争构造简朴，

施工以便。厂房立面重要是通过四角柱的T字造型、压型钢板表面时

凹凸变化、梯形窗、以及色彩H勺变化(选择了象牙白、瓷兰色、将军

红等较为醒HKJ颜色应用于墙而)等形成建筑外观W、J韵律，彰显出丁

业建筑的卓越品质。

2.构造方案

根据机械厂生产工艺日勺规定，通过比时，选择了具有截面小、自

重轻、美观且经济性好的五跨持续式门式刚架作为厂房主体构造体

系。该项目应用的是H型钢柱，深入减轻了自重。工程中体系在不同

样的柱间部位设计了三种柱间支撑：单角钢支撑、双角钢支撑、梯形

钢支撑。针对不同样H勺受力规定，三种不同样截面的支撑各自发挥对

应日勺力学作用。

3.细部构造措施

(1)墙体围排构造

与平常所见到的车间厂房不同样，该厂房外围护表面凹凸变化

明显这在外围护构造上就提出了和常见厂房不同样日勺构造措施。瓷兰

色压型钢板墙体突出象牙白墙体200mm,该处的处理措施是通过在墙

内檄条边缘增长附加构件与压型钢板形成特?的I连接构造形式，同步

做好凹凸部位压型钢板折件H勺收边处理。

楝条形式变化：突出部位檄条焊接角钢突出构件。此种做法，必

然增长一部分建材预算。在这里，建筑师和构造工程师在各自设计领

域必须做到有日勺放矢通力合作。建筑师保证建筑立面美学需求得到满

足状况下，在增长工程预算背景下所有出现的问题，与构造工程师

探讨处理。该工程设计，最终双方提出的处理方案将附加开支控制在

甲方容许范围内。美学和经济性上双管齐下探讨出的方案，抵达多方

面H勺认同，相信这是工程成功实行出J秘诀。

(2)墙面转角处构造

立面墙面转角处采用专门的包角折件进行包边处理，力争抵达

比例协调、防止渗漏、经济性等设计规定。设计师根据立面高度、压

型钢板板型为包角折件设计了合适的收边形式及尺寸，防止收边过

大或过小。并且，还预留出多出口勺延展宽度，保证折件收边在遭遇环

境的冷、热变化时不遭受破坏。

(3)窗口构造

该方案凹凸部分的设计采用两个截面相似的楝条并列焊接在一

起，再配合彩钢板折件包边，从而抵达很好的凹凸效果。其他部位的

窗上口与墙体日勺连接处设计了独特的彩钢板折件，并用防水自攻螺

丝钉与墙板固定，在窗框处采用密封胶密封，防水效果良好。窗下口

与墙体的连接和窗户上口日勺连接相似，在此部位也需根据立面效果

设计彩钢板折件。

(4)檐口构造

檐口是屋面雨水汇集、排出地方，此处构造处理不妥会很轻易引

起漏水，本方案采用了女儿墙内大沟排水的构造做法，因此该位置

处理日勺重点是钢天沟与女儿墙内墙板、钢天沟与屋面板连接构造。钢

天沟与内墙板之间采用钾钉连接，连接处需加设一般日勺密封条，且

预制天沟侧板与内墙板搭接要较长某些，从而防止雨水溢出；钢天沟

与屋面板的连接处，应设置与板型相适应H勺堵头封填，并将屋面板

挑入天沟不不不小于100mm,并且做好滴水挡板。

结束语

钢构造工业建筑在生产厂房、车间、办公区等厂区营建中正显示

出它作为环境保护型建筑对未来新兴工业厂区建设先进的指导性作

用，体现出高效率、经济、工业化生产日勺特点。伴随我国在有关领域

对轻型钢构造建筑研究的日益深入，建筑设计人员手头积累的设计

经验也将越