钢结构设计及轻型钢结构应用分析

刘文辉 

摘要：随着人类社会的不断发展进步，人类对自身的居住环境要求也越来越高；高品质、高效、环保型的生产、生活场所就应运而生。轻型钢结构建筑就是得到广泛认可，并得到迅猛发展的建筑结构型式之一。本文分析了钢结构设计及轻型钢结构应用。

关键词：钢结构设计；轻型钢结构；应用

1、钢结构的设计要素分析

1.1钢结构的实用性

钢结构的实用性是指可以满足职业规范和对生产人员安全保护的要求以及满足建筑的生产需求。传统的重型钢结构在使用的时候，对于人力和体力的消耗都是一个很高的数字，同时对于生产人员的安全也带来一定的安全威胁，传统的重型钢结构也严重无法满足人们对于工业建筑和民用建筑的需求。但是，轻型钢结构的出现都可以避免这些问题的出现。轻型钢具备高强度、轻质量、低成本和施工简单的优势，既可以降低工业建筑和民用建筑对于人力和体力的消耗，还可以降低生产人员的施工危险。

1.2 钢结构的声环境

这里说的声环境指的是因为日常生活各种原因造成的噪声。这种噪声可以分成物体振动产生的噪声、雨水撞击产生的噪声、空气传播产生的噪声和大风带来的噪声等。由于产生噪声的原因不同，阻断噪声的方式也会不同。（1）对于物体振动产生的噪声来说，用到最多的方式就是阻断振源。阻断振源的方法也有两种：①针对设备的自身材料结构进行改造，来减少因为振动产生的噪声；②在钢结构与振源之间建立隔振沟，来减少因为振动产生的噪声。（2）对于雨水撞击产生的噪声来说，一般都是采用具备一定阻断声音性能的材料，来减少因为雨水撞击产生的噪声。（3）对于空气传播产生的噪声来说，主要是在工业建筑和民用建筑时运用采用50mm的岩棉夹芯板，这样就可以有效的减少因为空气传播带来的噪声。

1.3 钢结构的热环境

钢结构的热环境指的是因为外部因素干扰钢结构的整体环境，产生让人感到钢结构主体的温热变化。影响钢结构的热环境的因素有很多，其中主要的有太阳光直射产生的热量、周边环境的温湿度变化、钢结构主体周围物体表面温度的影响和大气流速等。轻型钢结构的工业建筑和民用建筑主要是通过采用通风和保温隔热来调节室内的热量。

1.4 钢结构的光环境

采用以钢结构为主体的工业建筑和民用建筑对于室内的采光要求很高，这样可以有效的节约室内照明和保障生产劳动的安全。在进行工业建筑和民用建筑时，对于采光材料的选择要符合建筑主体对采光的要求，同时还要适应于围护构件的耐久年限。通常在选择采光材料的时候主要采用玻璃纤维聚酯采光板和聚碳酸酯采光板，这两种材料都非常符合钢结构对光环境的要求。

1.5 钢结构的安全性

钢结构的安全性一直都是钢结构设计中的重要内容。这里钢结构的安全一般涉及到防腐、防火、抗风、抗震、防爆及防雷等多个方面。在工业建筑和民用建筑中保证钢结构的安全性，不仅要保障生产人员的安全，还要保障整体建筑的安全，这样才能保障钢结构的使用年限。例如，对于那些需要做防护处理的构件，可以在构件的表面涂刷防火涂料。其中防火涂料要符合《钢结构防火涂料应用技术规范CECS24：90》中的要求，钢结构的耐火构件要符合《建筑设计防火规范 GB50016-2006》的要求。

2、轻型钢结构在建筑中的实际应用

2.1 轻型钢结构在外墙体系中的应用

轻型钢无论是在工业建筑还是在民用建筑中都是用于非承重墙的结构中。最常见的就是出现在建筑外墙的墙体建造中，但是在建筑外墙的具体施工中要注意组合墙之间的墙体厚度的配合。这种配合要保障砌块墙的厚度在1m到1.3m之间，压型钢板的厚度则控制在1.3以下，这样才能保障组合墙的安全性。一般都是采用压型钢板与砖进行组合墙的建设，压型钢板主要是由镀锌或镀铝锌钢板经过压制而形成的。压型钢板主要分为大小波和横竖版，所以生产人员在进行施工的时候要从多个方面对于施工的材料进行分析选择，这样才能保障整体轻型钢结构的安全和耐久性。以水泥厂房外墙的施工方案为例：在对水泥厂房外墙进行施工的时候，主要的操作流程是搭建好水泥厂房的主体钢结构构架，主体构架搭建完成后，根据柱子之间的间距来安装墙檩，在安装墙檩的时候要做好对檩条的大小和疏密性的控制，当墙檩安装完成后，需要将提前压制好的压型钢板挂在墙檩上，这个时候还需要在墙檩和压型钢板之间放置超细玻璃丝。为了提高水泥厂房建筑的整体，可以对水泥厂房的整个墙体骨骼系统进行包裹，将内衬钢板悬挂在墙檩的内侧。轻型钢结构与传统的钢结构是存在差距的，所以在实际的建筑中需要充分考虑到轻型钢的结构特点，在对压型钢板进行制作的时候要设计合理的金属压型板墙面系统，该系统的设计也必须考虑到压型钢板的长度。生产人员在对压型钢板进行选材的时候。要考虑到钢板的承载力和单位面积内的材料覆盖率，来达到选在的最大利用度。这样才能够保障轻型钢结构在建筑行业的稳定发展，才能保障建筑行业对轻型钢结构的需求。轻型钢结构在建筑行业中的体现都是比较归整和简单的，这就需要对外立面的轻型钢构建进行合理的设计和分配。

2.2 轻型钢结构在屋面设计中的应用

2.2.1 对于屋面设计的坡度进行合理的选择

对于工业建筑和民用建筑的屋面设计，首先要考虑到屋面的排水效果，就意味着在屋面设计的时候选择合理的坡度。如果在屋面设计的时候选择的坡度大，屋面的排水效果是最佳的，但是坡度过大的屋面设计也会带来诸多问题。例如，加大生产施工的难度、建造成本增加和造成坡面溅水的现象。与之相反的屋面坡度较小，这样的屋面排水效果就会减弱，坡度小的屋面设计虽然减小了施工的难度和建造成本，但是会造成一定的积水，对压型钢板造成腐蚀，影响压型钢板使用年限。根据查阅相关的资料显示，工业建筑和民用建筑的屋面坡度设计都在5%～35%之间。但是在实际的施工中要考虑到施工环境的影响，选择最佳的屋面坡度。我国南北方的降雨量不同，所以在南方建造的时候要将屋面的坡度设计的较大一点；在北方建造的时候要将屋面的坡度设计的较小一点，这样才能更好的适用于当地的环境。在对屋面坡度进行设计的时候还要考虑到建筑物的整体立体效果。

2.2.2 压型钢屋面构造的设计

在以轻型钢为材料构建屋面设计的时候，需要在屋面设计出建设采光、通风和突出物构件等位置。（1）对于屋面的漏水问题需要根据实际状况制定合理的方法。在屋面设计中避免不了会出现一些边长和孔直径较小的挂件，这就需要在相应的位置涂抹硅酮胶，在一些直径较大的孔洞，就需要施工人员做好这些位置的放水工作，这样才能保障屋面的整体防水效果，延长屋面的使用年限。（2）在对于屋面通风的设计时，需要注意到大气污染对整体建筑的影响，如果在屋面设计的时候没有控制好通风管的位置和室内气体的排放，就会严重影响到室内的工作人员，也会从内部对建筑造成腐蚀，从而产生一些经济损失，为了避免这样问题的出现就需要设计好屋面通风管和建筑内的辅助通风结构。（3）对于屋面的采光设计。在建筑的采光设计中需要在屋面建造采光顶棚或者采光板。采光顶棚是在屋面突出的地方建造天窗，在建造天窗的时候要设计好天窗的开向、高度和坡度，设计这些因素的时候需要根据建筑的具体采光条件来制定。采光板一般采用中空板和玻璃纤维加强聚酯等材料制造，需要在屋面安装围护板材，有利于增强建筑的采光效果。在实际的屋面设计建造中，采用最多的是以玻璃纤维加强聚酯为材料制造的采光板，该材料采光板的优势在于强度高和易成型。

结语：在工业建筑和民用建筑中，轻型钢结构的使用已经非常广泛了，对于建筑业的发展也起着推动作用，但是在实际的建造中，需要对轻型钢结构的构件布置、建造方案、屋面建筑和墙体都进行科学合理的设计，这样才能提升整体项目的质量和安全，保障轻型钢的优点在整个建筑中得到体现，这样才能有利于建筑工程的后续工作，保障建筑行业的稳定发展。

参考文献：

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