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摘要：轻型钢结构在厂房建筑中发挥着主体结构的作用，具有施工周期短、质量轻的特点，与其他材质构件厂房相比，轻型钢结构的工程造价相对低廉，且安全性较高，造型美观，这些优势都使轻型钢结构广泛应用于工厂厂房建设中。基于此，本文就通过工业建筑中应用轻型钢结构的优势、工业建筑中轻型钢结构的设计要点、轻型钢结构设计的应对措施这三个方面展开详细的分析探讨，以供相关人士的参考。
关键词：轻型钢结构；设计；要点
引言
轻型钢结构房屋设计是目前比较常见的、运用比较广泛的房屋构造，它的设计缜密而又能保证建筑房屋的施工质量，同时也能够缩短施工工期，减少工程量。因此，加强轻型钢结构的设计要点与措施就显得极其重要。
1、轻型钢结构的概述
轻型钢结构主要是用在不承受大载荷的承重建筑。采用轻型H型钢（焊接或轧制；变截面或等截面）做成门形钢架支承，C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条和墙梁，压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构，采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料组装起来的低层和多层预制装配式钢结构房屋体系。
2、工业建筑中应用轻型钢结构的优势
2.1轻巧、开敞的建筑实体空间
轻钢结构截面小、自重轻，承重结构截面可根据受力状况进行精确设计，比普通钢结构使用的槽钢、工字钢截面受力更为合理。轻型屋面系统用钢量一般在8kg/m3到15kg/m3之间，为整个轻钢建筑8％到16％。据统计，轻钢主体结构的含钢量通常在25-80kg左右，彩色压型钢板的重量10kg。因此，轻钢结构建筑自重只有普通钢结构建筑33%-50%，钢筋混凝土结构建筑的3%-10%，可节约大量钢筋混凝土、脚手架、模板和其它建筑材料，大大降低建筑总体造价。
2.2主体结构稳定可靠
钢与其它建筑材料相比，其特点是材质均匀、延展性好，本身就是极好的抗震、抗压建筑材料。钢结构中所采用的钢材，其塑性、韧性、强度都很高，可承受较大的动力荷载。其钢结构杆件大部分都是在工厂经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。加上梁柱间的交叉支撑结构和檩条的抗扭和抗剪的共同作用，进一步加强了轻型钢结构体系的稳定性。在地震多发的工业厂区，轻型钢结构体系一直是厂房建设的结构首选，也被当成临时建筑用于地震后的救灾安置用房。
2.3便利的施工建造方式
轻钢建筑构造简单，采用先进的自动化制造设备标准化批量生产。建筑骨架可现场组装钢构件而成或工厂成型后运输至指定基地。现场安装不受气候影响，无湿作业、不需其它模具、施工速度快，普通厂房2到3个月就能完成工程建设。其骨架结构组合方式一般同生产方式、建筑规模、运输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。
3、工业建筑中轻型钢结构的设计要点分析
3.1工业建筑中的轻型钢结构的屋面设计
3.1.1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。
3.1.2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。
3.2工业建筑中的轻型钢结构的墙面设计
根据墙体位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。
4、轻型钢结构设计的应对措施
4.1严格遵循轻型钢结构规范
近些年来，轻型钢结构在我国得到了迅速发展，有关部门也颁发了相应的钢结构操作规范，涉及内容十分广泛。就目前看来，我国主要有“《钢结构设计规范》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、《建筑抗震设计规范》以及《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》”等，但是这些规范的适用条件、相关规定各有不同，有些只适用于具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车制作与安装等。所以，必须根据所建房屋的具体类型、侧重点，再依据相关的规范或规定进行设计和施工，并适当优化设计，这样才能够达到更好地保证工程质量的作用，为居民提供安全的生活场所。
4.2节点设计的优选
节点设计是否优化就在于梁柱节点、柱脚连接和抗风柱的设计好坏。一般而言，门式钢架比较常用的梁柱节点连接类型是端板连接，主要运用于无吊车结构，节点形式包括“外伸式、外伸式加肋、平板式”等几种，而外伸式的节点形式选用较为普遍。而柱脚又分为刚接或铰接，在实际的操作中，多为半刚接半铰接状态，到底采用哪一种需要对实际的设计进行分析而得出答案。抗风柱与钢架梁的连接形式主要有刚接、铰接和弹簧板连接三种，但一般都采用弹簧板连接的形式，因为这种结构对于端跨屋面梁与中间梁的变形协调有很大的帮助，同时，抗风柱柱脚与基础连接一般采用铰接，这样可以省掉不少基础工程量，构造有十分得简单，也很便于房屋施工作业。
结束语
综上所述，在工业建筑的生产厂房、办公区及车间等厂区营建中能够将钢结构作为环保型建筑在新兴工业厂区建设中所发挥的指导性作用得以展现，使其高效率、工业化且经济的生产特点得以体现出来。随着我国对轻型钢结构建筑相关领域的逐渐深入研究，建筑设计人员手头对设计经验进行了丰富积累，从而设计出更为优质的作品。
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