郭浩哲

摘 ? ?要：隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，在建筑施工過程中應(yīng)用的施工技術(shù)以及施工材料，都有了非常巨大的進步，輕鋼結(jié)構(gòu)材料就是在現(xiàn)如今建筑工程施工中應(yīng)用比較廣泛的一種施工材料。對于輕鋼結(jié)構(gòu)材料來講，其本身的重量非常輕，而且材料基礎(chǔ)的豎向荷載比較小，在施工時操作非常便捷，大大縮短了施工周期，而且本身的抗震性能也非常好，所以也在當(dāng)前輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)在全國范圍內(nèi)進行普及，而且技術(shù)本身也取得了更加長足的進步。但對于輕鋼結(jié)構(gòu)本身來講，仍然存在著一些問題需要進行解決，所以在本文中將從輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計角度出發(fā)，對輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計的相關(guān)要素進行分析，并對輕鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計施工所存在問題進行論述。

關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu);工業(yè)建筑;設(shè)計;施工

1 ?引言

輕鋼結(jié)構(gòu)所指的是輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，其擁有的基本特征是結(jié)構(gòu)荷載比較小，同時結(jié)構(gòu)桿件也并不大，各鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建壁厚也比較薄。在一般情況下，輕鋼結(jié)構(gòu)是依靠熱軋輕型H型鋼以及輕型焊接型鋼和高頻焊接型鋼等多種高效能結(jié)構(gòu)鋼材以及高效功能材料作為主體施工材料，實際施工過程中各材料之間的連接依靠裝飾連接材料作為主要連接構(gòu)件。所以對于輕鋼結(jié)構(gòu)來講，在很多時候都是在工業(yè)建筑領(lǐng)域當(dāng)中進行應(yīng)用，在本文中就將對輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計進行分析，并同時對設(shè)計施工問題進行探討。

2 ?輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點主要有：輕鋼結(jié)構(gòu)自重輕、輕鋼結(jié)構(gòu)施工周期短、經(jīng)濟效益也更好、環(huán)保性能佳、舒適性佳、工業(yè)建筑工業(yè)化程度高以及結(jié)構(gòu)設(shè)計及建筑功能一體化。

2.1 ?輕鋼結(jié)構(gòu)自重輕

因為輕鋼結(jié)構(gòu)本身在進行施工設(shè)計時，所使用的材料是一些輕型鋼，所以重量非常輕，能夠降低在實際施工過程中的基礎(chǔ)造價投入對于我國一些地質(zhì)條件比較差的地區(qū)來講，輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是比較普遍的。同時因為鋼結(jié)構(gòu)本身屬于柔性結(jié)構(gòu)，所以在面對地震等地質(zhì)災(zāi)害時反應(yīng)比較小，在一些抗震建筑當(dāng)中，輕鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用效果是非常良好的，而且所投入的費用也比較少，所以在我國地震多發(fā)區(qū)域輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果以及應(yīng)用覆蓋范圍都是非常大的。

2.2 ?輕鋼結(jié)構(gòu)施工周期短

因為在進行實際設(shè)計施工時，輕鋼結(jié)構(gòu)的各組成結(jié)構(gòu)構(gòu)件都是在工廠進行標準化生產(chǎn)的，所以在實際建設(shè)過程中，材料本身并不需要進行再次加工，只需要在現(xiàn)場進行拼接以及組裝就能夠完成施工環(huán)節(jié)。而且在實際施工過程中，因為是進行現(xiàn)場拼裝材料，本身也不會受到惡劣天氣的影響以及環(huán)境季節(jié)的影響，如果進行一般規(guī)模比較小的工業(yè)廠房建設(shè)輕鋼結(jié)構(gòu)只需要一個半月或者是兩個月就能夠完成。相比較于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑來講，施工周期將縮短三倍以上，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑需要8個月到12個月左右完成。

2.3 ?經(jīng)濟效益也更好

因為對于輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑來講，在施工過程中施工周期大大縮短，所以工業(yè)建筑廠房能夠提前投入使用生產(chǎn)活動也就能夠提前進行，所以對于企業(yè)來講，投資效益將會提前獲取。同時因為輕型鋼結(jié)構(gòu)本身的自重比較輕，所以在施工過程中不需要做樁基就能夠完成基礎(chǔ)施工，降低了在實際施工過程中的基礎(chǔ)投資，以我國當(dāng)前的市場價格來看，輕型鋼結(jié)構(gòu)的造價成本相比較，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來講要遠遠低于，尤其是當(dāng)建筑物本身的跨度比較大時，輕型鋼結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)勢也更加明顯。

2.4 ?環(huán)保性能佳

傳統(tǒng)工業(yè)建筑施工過程中采用的結(jié)構(gòu)是鋼精混凝土結(jié)構(gòu)，所以施工時大型機械設(shè)備的使用會非常多，而且在設(shè)備使用過程中，設(shè)備本身還會產(chǎn)生大量的噪音，所以也對于周邊環(huán)境所造成的影響是非常大的，施工時所產(chǎn)生的揚塵以及灰塵的對于施工作業(yè)人員以及周邊環(huán)境所造成的污染破壞是非常嚴重的。但是對于輕型鋼結(jié)構(gòu)來講，在實際施工過程中，所使用的建筑材料本身易于操作以及安裝，而且能夠進行拆卸并且實現(xiàn)100%的回收，在實際施工過程中符合國家土地資源的環(huán)保政策以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，也不需要投入大量的機械設(shè)備進行施工作業(yè)，所以噪音以及灰塵污染并不會出現(xiàn)，這對于實際施工來講環(huán)保性能將大大提升，所以輕型鋼結(jié)構(gòu)是環(huán)保型建筑的典范。

2.5 ?舒適性佳

因為在實際施工過程中，所采用的輕型鋼材料屬于新型輕質(zhì)材料，在后期使用過程中不會出現(xiàn)霉變以及助燃等問題，投入使用之前進行裝修，一次就能夠完成，而且避免了后期的大量維修作業(yè)，所以對于投入使用的輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑來講，其本身的舒適性要更好。尤其是隨著輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝以及材料技術(shù)的不斷進步，在輕型鋼結(jié)構(gòu)墻體施工時，使用了高效節(jié)能體系墻體，擁有呼吸功能，能夠?qū)I(yè)建筑內(nèi)部的空氣干濕度進行調(diào)節(jié)，大大增加了作業(yè)舒適度。

2.6 ?工業(yè)建筑工業(yè)化程度高

因為輕型鋼結(jié)構(gòu)的建筑物本身在進行構(gòu)造是比較簡單，而且所使用的材料也非常的單一，所以也同其他的建筑構(gòu)造方式相比，輕型鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑更加容易實現(xiàn)標準化以及自動化的生產(chǎn)和作業(yè)。所以對于輕型鋼結(jié)構(gòu)來講，基于生產(chǎn)以及安裝這兩個角度來講，在實際施工設(shè)計過程中，工業(yè)化程度高得到了集中體現(xiàn)，這對于工業(yè)建筑來講也是非常重要的一點。

2.7 ?結(jié)構(gòu)設(shè)計及建筑功能一體化

對于建筑工程行業(yè)來講，在我國經(jīng)濟發(fā)展過程中，該行業(yè)屬于國民支柱性經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)之一，所以隨著我國現(xiàn)代化進程的逐步推進，建筑行業(yè)也在不斷進行現(xiàn)代化改革，在改革過程中智能化建筑性能要求的提出以及改進，對于眾多的房地產(chǎn)開發(fā)商來講是非常重要的發(fā)展方向。在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工設(shè)計過程中，大量現(xiàn)代化的先進技術(shù)及材料被廣泛應(yīng)用在很大程度上為智能化建筑物的實現(xiàn)打下了基礎(chǔ)，而且也改變了傳統(tǒng)建筑形象，受到整體結(jié)構(gòu)形式制約的缺點，能夠從建筑物本身的形體以及構(gòu)建和節(jié)點等多個方面進行全面的改善，使得工業(yè)建筑物本身功能更加豐富，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能融為一體，達到同步進行的效果。

3 ?輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計要點

3.1 ?輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計要點

對于工業(yè)建筑來講，在進行實際施工時，對于工期以及建筑物結(jié)構(gòu)強度的要求是非常高的，而對于輕鋼結(jié)構(gòu)來講，其本身的承載能力能夠達到工業(yè)建筑的使用標準以及要求，而且輕鋼結(jié)構(gòu)本身的重量和其他建筑材料相比也具有很高的優(yōu)點。在實際施工過程中，施工人員需要將輕鋼材料通過焊接形成整體型材，然后組建輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的框架，框架內(nèi)部的各功能區(qū)域，則需要根據(jù)工業(yè)建筑本身的使用需求對其進行完善。對于輕鋼體系來講，在設(shè)計階段需要對輕鋼結(jié)構(gòu)本身的承載能力以及輕鋼結(jié)構(gòu)的自重，進行詳細的數(shù)據(jù)計算并通過輕鋼材料之間的支撐作用，降低實際施工時使用的材料數(shù)量。通過這樣的方式，既能夠使輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)形式達到最優(yōu)，同時也能夠保證成本投入得到降低。

一般情況下，輕鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，工作室所采取的形式，可以包括網(wǎng)狀焊接形式以及排架形式等等。網(wǎng)狀焊接形式本身牢固性要更好，而排架形式在焊接過程中要更加利于操作。無論是網(wǎng)狀焊接還是排架形式，在進行焊接作業(yè)時，都需要對材料本身的間距進行測算，并且在輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計方案當(dāng)中，要體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)本身的強度。

3.2 ?輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑安全設(shè)計

對于輕鋼結(jié)構(gòu)來講，在使用過程中，除了要保證自身的穩(wěn)定性之外，同時對于外界的壓力也要進行抵擋，這樣才能夠保證工業(yè)建筑內(nèi)部的生產(chǎn)作業(yè)人員安全以及生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備安全。所以在進行輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計時，除了需要考慮到輕鋼結(jié)構(gòu)本身的安全性能之外，還需要對可能會出現(xiàn)的自然災(zāi)害及人為因素等風(fēng)險問題進行提前預(yù)防，并在設(shè)計當(dāng)中進行體現(xiàn)，這樣才能夠使當(dāng)出現(xiàn)危險問題時，便于工作人員進行疏散以及逃生。輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計中，安全設(shè)計是相比較于其他設(shè)計來講更重要的一個設(shè)計內(nèi)容，而對于工業(yè)建筑來講，最重要的一個安全因素就是火災(zāi)風(fēng)險。對于工業(yè)建筑來講，火災(zāi)危險性主要是依據(jù)工業(yè)建筑本身的性質(zhì)特點以及所使用原材料和生產(chǎn)工藝來決定的，而對于工業(yè)建筑來講，本身的耐火等級是根據(jù)工程項目建設(shè)的規(guī)模來確定的。在一些輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計中，為了能夠使成本投入得到降低節(jié)約工程造價，一些多層以及單層廠房采用輕鋼結(jié)構(gòu)時可以不進行防火保護措施的制定。而除此之外在輕鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時，所使用的防火涂料性能都需要符合工業(yè)建筑施工及防火要求，同時對于輕鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)也需要做出嚴格的規(guī)范，并在落實過程中進行嚴格的監(jiān)督和指導(dǎo)。

3.3 ?輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑經(jīng)濟性設(shè)計

對于輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑來講，對企業(yè)經(jīng)濟效益及成本進行控制的最有效手段，就是對建筑本身的設(shè)計方案進行不斷的優(yōu)化，而建筑方案的優(yōu)化設(shè)計是需要根據(jù)工業(yè)建筑本身的生產(chǎn)特點以及企業(yè)對于工業(yè)建筑的要求來完成的，這些要求主要包括了工業(yè)建筑本身的項目選址以及防火分區(qū)的劃分和建筑材料的選擇以及耐火等級的確定。所以也在輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計時，除了需要使結(jié)構(gòu)上的設(shè)計進行全面優(yōu)化之外，還需要針對工業(yè)建筑本身的美觀程度以及保溫隔熱性能等要求進行強化，然后以此來選擇最合適并且性價比最高的相應(yīng)材料，降低施工過程中的鋼材使用量。為了能夠使鋼材使用量得到降低，還需要對工業(yè)建筑本身的水電以及暖通等相應(yīng)工程增加吊掛荷載，盡可能多的在實際施工過程中使用定型的產(chǎn)品，降低施工中異型構(gòu)件的投入。

3.4 ?輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑墻面設(shè)計

在輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計師啊，根據(jù)墻體本身的位置不同，可以將墻體分為內(nèi)墻以及外墻，如果根據(jù)墻體本身的受力特點進行分類，可以將墻體分為非自承重式輕型墻體以及自承重是輕型墻體。對于當(dāng)前常用的輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑來講，所使用的墻體材料大多數(shù)時候都是輕質(zhì)材料作為主要材料，例如彩涂金屬壓型板以及PC板等等，最終的材料選擇，只需要根據(jù)工業(yè)建筑本身的建筑設(shè)計要求，以及設(shè)計標準和材料的優(yōu)缺點來進行綜合性考慮，最終確定合適的工業(yè)建筑墻體材料。

4 ?輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑施工存在的問題

4.1 ?輕鋼結(jié)構(gòu)柱腳的制作及安裝問題

在一般情況下，施工過程中注腳存在的問題主要集中在以下幾點：首先是輕鋼結(jié)構(gòu)的地腳螺栓預(yù)埋距離問題，一些地腳螺栓的預(yù)埋距離與混凝土短柱邊的距離過近。其次則是柱腳的抗檢槽流射與抗檢件的設(shè)置被忽略。再次則是輕鋼結(jié)構(gòu)柱腳底板及混凝土柱空隙過深，所以導(dǎo)致在進行混凝土澆筑時難以完全填充。最后，則是輕鋼結(jié)構(gòu)地腳螺栓安裝位置不準確。針對上述問題，在實際施工過程中應(yīng)當(dāng)對預(yù)埋螺栓位置，以及與其他構(gòu)件之間的間距進行合理的測算，并且嚴格進行落實。

4.2 ?輕鋼結(jié)構(gòu)梁柱銜接及安裝問題

對于輕鋼結(jié)構(gòu)來講，梁柱銜接與安裝問題的出現(xiàn)，大多數(shù)時候都集中在多跨門式鋼架中柱以及加厚或者是加寬的鏈接板對接作業(yè)中。不過一旦這些問題出現(xiàn)，就可能會導(dǎo)致實際施工的構(gòu)造和設(shè)計圖紙當(dāng)中的圖紙內(nèi)容嚴重不符，如果問題嚴重，還可能會導(dǎo)致施工安全事故的發(fā)生，不僅僅會使施工作業(yè)人員安全受到嚴重的威脅，同時也會導(dǎo)致施工所用的相應(yīng)材料大量浪費，最終造成輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的成本損失。所以對于梁柱連接及安裝存在問題進行解決時，要根據(jù)施工設(shè)計圖紙進行制作以及焊接安裝，這樣才能夠使一些安全隱患得到消除。

4.3 ?輕鋼結(jié)構(gòu)檁條及支撐構(gòu)件制作及安裝問題

在工業(yè)建筑當(dāng)中，實際施工時，有些施工作業(yè)人員并不會按照施工規(guī)范以及施工指導(dǎo)要求進行實際作業(yè)，為了貪圖一時的方便，在施工時對檁條大小以及長短進行隨意更改，甚至有些時候還會對檁托板的螺栓孔徑進行隨意更改。對于輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑來講，這些構(gòu)件都屬于支撐構(gòu)件，如果在實際施工過程中進行隨意的更改將會導(dǎo)致實際施工時施工安全性大大降低，而且這些自制或者是隨意更改的支撐構(gòu)件使用，對于整個工程項目來講，也會造成嚴重的安全隱患。所以在實際施工過程中，需要施工作業(yè)人員在安裝以及制作時嚴格按照規(guī)范要求進行，不能夠進行隨意更改。

5 ?輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計施工措施

5.1 ?降低不確定性影響因素

對于輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計施工來講，不確定影響因素的存在，對于輕鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及安全性所產(chǎn)生的影響是不可忽視的，但是這些不確定因素是可以通過一些方法來進行消除或者是減小的，從而使輕鋼結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性以及設(shè)計可靠性得到提升。例如在進行輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可以對輕鋼結(jié)構(gòu)進行力學(xué)性能的分析以及設(shè)計，然后從多項設(shè)計方案當(dāng)中，以及實驗當(dāng)中選擇一個更加合理的結(jié)構(gòu)方案，這樣能夠盡可能的保證輕鋼結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性及安全性，不會受到不確定因素的影響。

5.2 ?梁柱理論的合理應(yīng)用

對于當(dāng)前的輕鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計工作來講，實際設(shè)計中應(yīng)用最基礎(chǔ)的理論就是梁柱理論，同時該理論也是最重要的理論。在正式的設(shè)計工作當(dāng)中，需要對鋼結(jié)構(gòu)工程項目建設(shè)場地及所用的施工材料和設(shè)計方案等相關(guān)事宜進行實地考察，并且對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中各構(gòu)造及構(gòu)建之間的穩(wěn)定性通過梁祝理論進行分析，從而判斷鋼結(jié)構(gòu)整體構(gòu)造和各構(gòu)件之間穩(wěn)定性。

5.3 ?加強鋼結(jié)構(gòu)防護性提升

對于輕鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑來講，對鋼材料進行防護是防腐蝕以及隔熱，這兩項防護工作是鋼材料的防護工作重要內(nèi)容。實際施工過程中埋入地下的鋼結(jié)構(gòu)部分，需要進行一定程度的包裝，從而使鋼結(jié)構(gòu)材料在地下環(huán)境當(dāng)中不會被腐蝕。同時對于地上施工中所使用的鋼材，還需要進行耐火測試，以及相應(yīng)的涂層涂刷，從而使鋼材料本身的耐火性能得到提升。

5.4 ?加強鋼結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計

飛輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑來講，進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用時需要對輕鋼結(jié)構(gòu)材料自身的結(jié)構(gòu)形式，以及所能夠承受的地震強度和房屋特點等要素進行綜合分析，并且將這些要素作為抗震性能設(shè)計時的重要依據(jù)，結(jié)構(gòu)本身的性能得到全面的提升，能夠應(yīng)對不同程度的地震。

6 ?結(jié)束語

綜上所述，對于輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計工作來講，在實際設(shè)計時需要根據(jù)輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑本身的使用要求以及材料特點來進行設(shè)計工作，從而盡可能的使輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑本身的安全與穩(wěn)定性得到提升并且降低實際施工過程中的成本投入，增加工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟效益。而對于實際施工過程中的相關(guān)問題，也需要采取針對性的措施進行解決，使輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑，在施工環(huán)節(jié)保證施工質(zhì)量。

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