轻型钢结构工业建筑论文

2022-05-01

小伙伴们反映都在为论文烦恼,小编为大家精选了《轻型钢结构工业建筑论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。摘要:我国工业生产变革带动了我国工业建筑设计行业的发展,传统建筑设计中以钢筋混凝土结构为主的建筑格局已经无法适应现今社会经济发展理念,提高工业建筑设计的环保性与可循环性是当前工业建筑设计的重要任务。

轻型钢结构工业建筑论文 篇1:

工业建筑中轻型钢结构的设计浅析

摘 要:轻型钢结构建筑系统的出现为现代建筑发展带来新的设计方法和建造模式。特别是在工业建筑设计领域,其优势更为明显。本文将从轻型钢结构建筑出发,将重点分析工业建筑中轻型钢结构的设计。

关键词:工业建筑;轻型钢结构;设计

1 轻型钢结构建筑的概述

1.1 轻型钢结构建筑的定义

最早的最常见的轻型钢建筑是以单层为主的实腹式刚架轻型钢结构金属面板建筑,后来之所以被引进工业建筑中,还是源于轻型钢结构建筑的主要优点——轻,也正是这个原因轻型钢结构建筑的应用范围也在不断的扩大,特别是一些中小型工厂、仓库等都引入了轻型钢结构建筑。结合轻型钢结构建筑的应用现状以及其自身的特点,人们普遍认为轻型钢结构建筑是指在充分运用轻型冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、轻型热轧型钢等基础之上的一种新型的受力构件,这种建筑方式多以轻质的隔离材料的单层和多层为主。

1.2 轻型钢结构建筑的特点

1.2.1 自重轻

自重轻是目前轻型钢结构最显著的特点,也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。

1.2.2 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。

1.2.3 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。另外这种钢结构污染小,可循环利用,因此符合可持续发展战略,是一款环保产品。

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。对于一些开孔尺寸较大的孔洞,常常将泛水裙板与底座设计成一体进行处理,为了屋面不容易受到积水的影响,还可以设计波槽盖板进行防护。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。金属压型钢板墙面系统细部构造设计主要包括泛水板及包角板的设计和夹心板墙板构造设计。其中的夹心板墙板构造设计要综合考虑夹心板的结构布置和节点做法,合理选择板块的放置方式,重点把握窗洞口、墙的转角处、踢脚等处的节点设计。

2.3 轻型钢结构的加层构造设计

轻型钢结构的加层设计除了要具有普通加层的共性外,还应该具备一些轻钢结构本身的特点,因此在轻型钢结构的加层构造设计,既要考虑到加层的个性,还要考虑到自身的个性,从而不断的完善设计。轻型钢结构加层的主要方式还是在原有的旧房主体结构上直接加高,紧密依托原来的主体结构,达到加固优化的目的。首先我们应该确定一个既安全可靠,又经济合理的设计方案,合理选取加层的方式。由于轻钢加层结构的侧向的刚度比较小,所以在设计中应该设置足够的纵、横向支撑,从而保证轻型钢结构固有的刚度以及稳定性。另外在设计过程中还要考虑轻钢加层结构地震效应,使得板块的刚度均匀分布在结构之中。

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。

作者简介:贾彪(1980-),男,河北省辛集市,大学本科,工程师。研究方向:工业建筑设计。

作者:贾彪

轻型钢结构工业建筑论文 篇2:

工业建筑设计中轻型钢结构的特点与设计方法

摘 要:我国工业生产变革带动了我国工业建筑设计行业的发展,传统建筑设计中以钢筋混凝土结构为主的建筑格局已经无法适应现今社会经济发展理念,提高工业建筑设计的环保性与可循环性是当前工业建筑设计的重要任务。工业建筑结构是工业建筑设计的重点,目前部分工业建筑中已开始应用轻型钢结构,为了对轻型钢结构有一个深刻认知,文章对工业建筑设计中轻型钢结构特点与设计方法进行了研究分析。

关键词:工业建筑设计;轻型钢结构;特点;设计方法

轻型钢结构在工业建筑设计领域应用中的优势性十分明显,其具有抗震性、抗风性、耐久性以及环保性等多重优势,符合我国节能环保理念,将其应用到工业建筑设计中可以为企业节省施工材料,提升施工进度,对建筑企业的健康发展具有一定的推动作用。

1 轻型钢结构的特点概述

轻型钢结构主要应用在不需要承受大载荷的建筑中,目前轻型钢结构已经在工业建筑设计得到了应用,这是由于其本身诸多的优势性决定的,例如抗风性、抗震性、保温性、耐久性、健康性、隔音性以及环保性等等。轻型钢结构在应用中特点较为突出,其特点主要表现在三方面:

首先,轻型钢结构具有自重轻的特点。自重轻是支撑轻型钢结构得以广泛应用的重要因素。轻型钢结构之所以自重轻是因为该结构在制作中采用的是轻型焊接的H型钢,其具有较高的截面利用系数,在一定程度上可以节省钢材。其次,轻型钢结构工业化程度高。轻型钢结构整体构造比较简单,并且在制作中所使用的材料也较为单一,因此与其他结构相比更容易实现自动化与标准化生产。不论是从生产角度来说还是从安装使用的角度来说,利用轻型钢结构所建造的建筑一般都具有较高的工业化程度,符合工业建筑要求。再者,轻型钢结构在建筑现场施工速度快,所使用的工期较短,所以在工业建筑中应用该结构可以有效降低施工成本以及生产成本,并且轻型钢结构本身质地较强,对技术要求标准也不是很高,因此在工业建筑中应用较为便捷经济。

2 工业建筑设计中轻型钢结构的设计方法研究

2.1 工业建筑设计中轻型钢结构屋面设计方法

在轻型钢结构屋面设计中,首先是建筑材料与坡度选择,现今我国工业建筑轻型钢结构中的屋面材料主要有太空钢板以及压型钢板等,目前我国工业建筑中应用较为广泛的是金属压型复合保温板、夹心板以及金属压型板,这三种材料各有其不同之处,它们之间的用途也存在一定的差异性。就一般工业建筑而言,建筑屋面坡度越大,那么对屋面排水则越有利,然而若坡度过大也存在一定的弊端,坡度过大会提升排水速度,易产生溅水现象。相应的若坡度过小,排水速度也会相应变小,水流速度过于缓慢易造成积水状况,因此在轻型钢结构设计中一定要合理控制屋面坡度。另外,轻型钢结构屋面材料也是影响工业建筑整体质量的关键因素,在屋面材料选择中相关工作人员应明确工业建筑对材料的实际需求,以此为基础选择价格适中且质量较好的屋面材料,为后期工业建筑奠定基础。其次,对金属压型钢板屋面构造设计进行合理把控,金属压型钢板屋面构造设计中主要包含板型选择、屋面开洞方式、采光带设置以及压型金属板选择等等,一般情况下大多采用轻型钢结构的工业建筑,为使建筑具备良好的采光与通风效果,会在屋面上部位置合理设置通风孔与采光带。

2.2 工业建筑设计中轻型钢结构墙体设计方法

工业建筑中的墙体位置一般可分为两种,分别是外墙和内墙,根据其不同的受力特点可以将工业建筑墙体分为自承重式轻型墙体以及非承重式轻型墙体,通常情况下我国工业建筑墙体设计中所运用的墙体材料大多数以轻质材料为主,例如彩涂金属压型板夹心板、彩涂金属压型板以及PC板等等,在应用中设计人员应根据建筑要求、设计标准及不同板型材料的优缺点进行合理选择墙体材料。金属压型板墙面系统构造设计的重点在于压型板具体的长度选择以及钢板墙面系统细部构造设计,在墙体金属板选择过程中应全面考虑板块单位面积的覆盖率以及板块承载力水平,在使用中应尽可能的减少或者不出现压型板长向搭接,这样在很大程度上可以节约施工材料。另外在夹心板墙板构造设计中需要对夹心板的节点做法以及及结构布置进行综合考虑,从而科学选择板块的放置方式,在设计中要懂得把握重点,需要对墙体的转角处、窗洞口以及踢脚处进行重点设计,以此来提高轻型钢结构墙体设计整体水平。

2.3 工业建筑设计中轻型钢结构加层构造设计方法

轻型钢结构加层设计与建筑中的普通加层存在一定的区别,其不仅具有普通加层的功能,同时还兼具了轻型钢结构本身的特点,在轻型钢结构加层构造设计过程中要考虑轻型钢结构加层的个性特点。轻型钢结构加强的主要方式是在原有建筑主体结构上进行直接性加高,在原有建筑结构的基础上得到加固以及优化主体结构的目的。当然要实现此目的需要一个经济完整并且合理的设计方案,所以做好轻型钢结构加层构造设计十分重要。由于轻型钢结构的刚度比较小、重量轻,因此在加层构造设计中应科学设置足够的横向与纵向支撑,以此来保证轻型钢结构原有的刚度与稳定性。与此同时,在加层构造设计中还要充分考虑轻型钢结构加层构造的地震效应,使板块刚度均匀分布在结构之中。

3 结语

轻型钢结构现今已经在多种类型的工业建筑中得到了广泛应用,例如办公区、生产厂房以及办公区等等,其在工业建筑设计中具有指导性作用,在工业建筑中对轻型钢结构屋面、墙体以及加层构造等方面进行合理设计,把握轻型钢结构自身特点,可以全面提升工业建筑设计质量,对后期工业建筑施工的顺利开展具有指导意义。

参考文献

[1] 张晓峰.工业建筑中轻型钢结构的设计[J].中国新技术新产品, 2012(36).

[2] 贾彪.工业建筑中轻型钢结构的设计浅析[J].中国建筑金属结构, 2013(20).

[3] 裴红梅.谈轻型钢结构的应用[J].山西建筑,2010(18).

作者:马守芳

轻型钢结构工业建筑论文 篇3:

刍议轻型钢结构设计在建筑中的应用

【摘要】随着我国经济的发展以及社会的进步,我国建筑行业得到了不断地发展,科学技术水平的提高,钢铁产业的钢材生产数量也得到了日益的增加。轻型钢结构在建筑结构设计中具有重要的作用,各种各样的轻型钢结构为建筑行业带来了新的施工技术,并且促进了建筑各领域的发展。由于轻型钢结构能够节省材料、造价低廉,且施工时间也短,并在建筑建设中得到了广泛的应用。同时,在设计和施工环节也出现了一些问题,比如:钢梁变形太大、悬挑构件下绕严重、结构不稳定、维护构件短期内出现锈蚀等等,这些都给使用带来了很多的麻烦和困扰。因此,本文将对轻型钢结构设计在工业建筑中的应用进行分析,以此确保建筑设计的质量。

【关键词】轻型钢结构;设计;建筑;应用

由于轻型钢结构在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建筑建设中。但是,建筑设计的结构技术是不断发展的,其中会产生一些不利的因素,从而严重地影响到建筑行业的发展。在这些不利因素的条件下,建筑设计师不仅需要具备原有设计能力,还应不断地弥补自身不足,将专业知识与运用钢结构技术建设进行有效的结合,以此促进我国钢结构技术的发展。

一、轻型钢结构在建筑中应用的建筑优势

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I5kg/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.主体结构稳定、可靠

钢与其它建筑材料的特点是材质均匀、延展性好,本身就是极好的抗震、抗压建筑材料。钢结构采用的钢材塑性、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。

二、建筑中轻型钢结构的设计

1.建筑中的轻型钢结构的屋面设计

(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種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)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。

2.建筑中轻型钢结构墙面设计

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,而常用建筑中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,根据建筑物建筑要求和设计标准以及各种板型材料优缺点选取合适墙体材料。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有效覆盖率,尽量减少或不出现压型板长向搭接,减少不必要材料浪费。

3.轻钢结构厂房防水措施

轻钢结构安装过程中,会因一些设计和施工原因造成屋面漏雨漏水现象。要做好防水措施,应从以下几点入手:(1)合理确定房屋坡度,不能因为节省造价开支而随意将设计指标降低,屋面檩条高度设计最好采用高值,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。

三、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。

结束语:

综上所述,轻型钢结构设计在我国建筑中得到了广泛的应用。因此,在进行轻型钢建筑设计时,相关人员要严格遵守相关规定和设计标准。将轻型钢结构自身特点把握好,不仅可以提高建筑设计的质量,还可以提确保设计出建筑结构的合理性,以此满足我国经济建设的发展。

参考文献:

[1]靳铁钢.轻型钢结构设计问题探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(33).

[2]张金法.门式刚架轻型钢结构设计及施工中一些问题和措施[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(22).

作者简介:楚松松, 男, 1986.09.23 河南省商丘市柘城县 本科 结构设计 411424198609235018

作者:楚松松

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