轻钢结构工业厂房施工技术探讨

轻钢结构工业厂房施工技术探讨

郭用增

林州恒瑞建设工程有限公司河南安阳456550

摘要：轻钢结构的优点是效率高，钢耗低，重量轻，安装运输方便，施工周期短，拆卸，易于实现固定量产的商品化等，近年来发展迅速，特别是门架轻钢。越来越多地使用结构工业设备。为了进一步降低钢材消耗，降低成本，还可采用各种先进的科学技术手段，如引入预应力技术，增强结构刚度和承载力，提高结构稳定性。如果可以将片材拉入pur条中，则可以防止它。风吸力下的局部不稳定性和弹力幅度的增加将大大减少用于pur条的钢量。因此，对龙门架轻钢结构工业厂房施工工艺和质量控制措施的分析和探讨较为强烈。

关键词：轻钢结构、工业厂房、技术

引言：随着社会经济的快速发展和城市化进程的加快，中国建筑业取得了长足的发展。随着国家可持续发展战略的实施和人们生态环境保护意识的不断提高，建筑材料逐步向环保，高效，低耗的方向发展。作为一种高效且可回收的材料，钢在现代建筑行业中越来越重要。特别是轻钢结构由于综合经济技术指标低，施工速度快，重量轻等优点，已广泛应用于建筑行业。因此，浅谈轻钢结构在单层工业厂房设计中的应用已成为当前研究的重点课题之一。

1轻钢结构概述

1.1轻钢是一个比较模糊的名词，目前一般认为主要构件钢板的厚度不大于10毫米，即被称之为“轻钢结构”。而在轻钢结构建筑体系中，轻钢结构具有更为广泛的含义和内容，并非仅仅只是指由薄壁型钢、角钢以及圆钢所组成的结构，它还包括自重轻和经济效益好这两层含义。在房屋建筑中，要判断房屋建筑结构是否是轻型钢结构建筑体系，主要有两个判断指标：一是，屋盖是否采用轻型屋面材料；二是，结构体系每单位面积的用钢量。对于其它类型的结构形式，要判断其是否属于轻型结构建筑体系，主要以用钢量来进行判定。

轻钢结构是一种新型的钢结构体系，因其具有自重轻、抗风性好、隔音性强以及耐久性高等优点，现已被广泛应用于一般服务性、商业性以及农业性建筑之中。通常，轻型刚架结构体系应用在中小跨度的工业建筑中较为经济，而跨度较大的民用建筑或者是工业厂房选择网壳结构或者是网架结构的轻钢结构会更加具有优势。经过近年来的发展和研究，轻钢结构的形式主要包括四种，即多层房屋轻型钢结构建筑体系、轻型房屋网壳或钢网架结构体系、薄壁型钢桁架结构体系以及多跨或单跨刚架结构体系。

1.2建筑轻钢结构的特点

轻钢结构在建筑中的应用，主要在现代大型城市建筑中较为广泛，尤其是在公共场所、桥梁、展厅、会所、商场、体育场、机场、高铁站、电视塔等方面应用广泛，对于民用建筑，在一些写字楼、综合建筑中也有体现。而随着钢结构在设计与材质上进一步升级，钢结构的应用将得到更快的发展，其功能会变得更加综合，这主要归功于轻钢结构的以下优点：

1.2.1自重轻、承载力高、抗震性能优越。对我国大型建筑，传统工艺在水泥钢材上的使用量往往很大，传统水泥钢材在生产过程中对于资源的消耗与环境的破坏都很大，轻钢结构相比传统工艺，用量省，设计灵活，富有针对性，在实用性上也能够满足建筑使用的需要，因此能够达到环保要求。轻钢结构建筑的主要承重构件均采用薄壁钢管和轻型热轧型钢，截面受力分担均匀合理，单位质量较轻，在构造上可以突破按照长方体立体结构的砖混结构立体构造。轻钢结构在力学上，可以利用骨架型的外形设计和组装设计将抗震与承载效果大幅度的提高到传统建筑达不到的高度。

1.2.2易安易拆、标准化施工、投资回报好。轻钢结构在现代大型建筑的广泛应用，一个重要的特征是装配式较为灵活，其空间布置不拘于传统形式、空间最大化利用。施工方面采用工厂加工架构，现场组装的方式，这样就能够在轻钢架构标准化的基础上，实现异地生产、组装，使得空间占用更少，将对于当地的环境污染与交通影响减少到最小的程度。另外，由于装配灵活，使得建筑空间构造可以进行多次分割和灵活的布置，因此，钢结构建筑的市场效应很好。由于装配的形式，相比砖混结构，其成本低，利润高。

1.2.3绿色、环保、节能。轻钢结构在建筑材料的使用上耗费比砖混结构低，在材料生产与施工过程中，更贴近于与可持续发展的环保与节能要求。另外，钢结构在用料上相对较容易控制，产生废料少。异地装配，装配效率高，用时少，也极大的减少了施工工人的工作量与施工现场噪声。

2轻钢结构在单层工业厂房中的设计要点

2.1结构体系。目前，一般单层工业厂房的结构组成如图1所示，其中，1为屋面板，2为天沟板，3为天窗架，4为屋架，5为托架，6为吊车梁，7为排架柱，8为抗风柱，9为基础，10为连系梁，11为基础梁，12为天窗垂直支撑，13为屋架下旋横向水平支撑，14为屋架端部垂直支撑，15为柱间支撑。

2.1.1门式刚架。目前，轻钢结构单层工业厂房的门式刚架有多种形式，主要包括单跨、多跨、双跨、带毗屋的以及带挑檐的等。其中，在多跨门式刚架中，一般采用铰接来将其中柱与刚架梁连接起来。同时，门式刚架的梁柱根据不同的荷载、高度以及跨度，可以采用不同的钢截面。当将桥式起重机设置在单层工业厂房中时，则门式刚架梁柱的柱截面最好采用等截面的构件。

2.1.2轻钢结构工业厂房结构体系。在轻钢结构工业厂房结构体系中，其屋面一般选择有檩体系，常选用高频焊接薄壁H型钢或者是冷弯C型钢来做檩条，且檩条之间的距离一般间隔1.5米；同时，屋面板通常采用夹芯板或者是压型钢板。轻钢结构工业厂房结构体系中的外墙一般选择有墙梁体系，常选用高频焊接薄壁H型钢或者是冷弯C型钢来做墙梁，且墙梁之间的距离一般在1.5至2.1米之间；同时，墙面板通常采用夹芯板或者是压型钢板。此外，一般通过在墙梁和刚架柱内侧翼缘或者是檩条和刚架梁下翼缘之间设置隅撑，来确保主刚架柱内侧翼缘和主刚架梁下翼缘平面外的稳定性。同时，可以使用张紧的角钢或者是圆钢来对主刚架之间的水平进行支撑。

2.2结构布置。在轻钢结构工业厂房中，其结构主要由三大部分组成，即屋面结构、墙面墙梁以及支撑。其结构布置的设计要点如下：

2.2.1屋面结构的平面布置。在轻钢结构厂房结构系统中，当房屋纵向的长度≥300米且房屋横向长度≥150米时，其房屋伸缩缝通常设置为温度伸缩缝。目前，制作温度伸缩缝的方法主要有两种。一种是在柱与吊车梁的连接处采用椭圆孔；另一种是在檩条的连接处设置双排柱或者是其连接处采用椭圆形的螺栓孔，以此来确保结构伸缩空间的充足。同时，在对屋面檩条进行布置时，应综合考虑各种因素的影响，如采光带、通风屋脊以及天窗等。此外，应根据具体实际的情况以及相关的计算来对屋面檩条之间的距离以及压型钢板厚度进行确定。

2.2.2墙面墙梁的布置。在对轻钢结构单层工业厂房的墙面墙梁进行布置时，应先按照门窗的大小以及位置来对墙梁的位置进行确定。同时，在对雨篷与挑檐进行设置时，也需要增设墙梁等构件。此外，还需要通过具体的实际情况以及相关的计算来确定墙梁的规格尺寸。最后，在进行设计时，还必须对墙面板的规格、厂房的美观进行考虑。

2.2.3支撑布置。在轻钢结构单层工业厂房中，其支撑主要包括竖向柱间支撑和横向水平支撑两种。这两种水平支撑的作用在于不仅能对刚架的整体刚度进行提升，而且还可以传递和承担水平力，从而为结构安装的稳定提供了保障。在对支撑进行布置时，若已设置了温度伸缩缝，则应将这两种水平支撑同时分别设置在每个温度伸缩单元之中，以此来确保空间结构体系的稳定。同时，横向水平支撑之间的距离应≤45米。若温度伸缩单元长度≤90米时，则应将上柱柱间支撑设置在温度伸缩单元两端的第一开间的上柱处。

2.3刚架柱基础的设计

2.3.1刚架柱基础的形式。一般而言，轻钢结构单层工业厂房的刚架柱基础的形式主要包括三种，即钢筋混凝土独立基础、柱下条形基础以及桩基础。其中，柱下条形基础一般应用于加固工程之中，钢筋混凝土独立基础一般应用于土质较为均匀的地基处，而桩基础则通常应用于深基础。

2.3.2刚架柱基础的设计。在轻钢结构单层工业厂房中，刚架柱基础一般采用刚接或者是铰接柱脚的方式来对钢板和钢筋混凝土基础进行连接。同时，柱脚锚栓的制作一般采用Q345钢或者是Q235钢，且其长度必须符合相关的设计规范。此外，锚栓的直径应≥24毫米，并采取有效的措施来避免螺帽松动。

结束语

轻钢结构建筑在中国未来建筑业中有很好的发展，轻钢建筑设计必将带动行业的发展。中国的轻钢结构建筑行业市场还比较初级，轻钢结构的广泛使用无疑是建筑业的巨大改革，也是产业链的进一步增长，从而形成了健康健康的市场。

参考文献

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[2]王小平，房玉松.自攻螺钉连接抗剪承载力的有限元建模方法[J].武汉大学学报（工学版），2016（01）