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摘要：工業建筑是我國現行階段建筑領域的重要組成部分，多數采用輕型鋼結構來提高建筑質量的安全性和效益性。工業建筑在作業時需要承載高負荷量，導致自身結構的荷載量也逐漸升高，而輕型鋼的使用則有效緩解了這一現狀，而且充分發揮出其強度高、裝配簡單、材料輕巧等優勢，從而縮短了建筑工期。該文簡要概述了輕型鋼在工業建筑外墻體和屋面等結構設計中的應用現狀，以此來提高工業建筑質量。
關鍵詞：輕型鋼；工業建筑；結構設計；應用分析
0引言
工業建筑采用輕型鋼主要是利用其生產、設計與施工等工藝環節呈現一體化，施工現場操作簡便，材料成本低，無焊接作業，有利于縮短施工周期，提高建筑行業的經濟效益。輕型鋼具有較強的受力結構，無論是安裝方面還是施工階段均滿足工業建筑的基本需求。輕型鋼在技術要求方面較為嚴格，因此對于其采購環節和施工環節均應當結合建筑環境而選擇合適的材料。由于輕型鋼的性價比較高，能夠實現批量化生產，因此建筑人員多選用輕型鋼作為工業建筑的主要材料，同時結合輕型鋼的應用特點，從而實現工業建筑結構設計的高質量需求。
1輕型鋼結構設計原則
1.1適用性原則
輕型鋼結構適用于低載荷承重工業建筑領域，其相關技術和產品配置逐漸得到規范和普及，建筑結構采用鍍鋅板材料，具備較強的抗腐蝕性能和抗震效用，遠遠高于傳統混凝土結構和磚混住宅區域；輕型鋼結構單位面積重量很低，無論是空間設置還是人力需求等方面均滿足于大多數地質環境的建筑要求，結構體系較為靈活，尤其是對于工業建筑的隔聲、保溫隔熱、采光具有一定的適用性，同時發揮出輕型鋼結構的高效節能、環保等可持續發展要求。
1.1.1隔音效能
對于工業建筑來說，隔音效果是有效評估其建設環境的重要指標，盡量避免不明物體劇烈震動產生的噪聲污染，輕型鋼材料多采用中空玻璃裝結構，能夠在一定范圍內產生良好的隔音效果；工業建筑墻體多采用輕型龍骨等材料來增強隔音效果；對于空氣、雨水等不同來源產生的噪聲，在建筑過程中需要采取適當的隔音措施。
1.1.2保溫隔熱效能
在全面提倡高效節能標準中，輕型鋼的優勢在于具有通風、呼吸等功能，既保證了建筑內部形成可流動的空氣對流，滿足大型建筑的通風需求和散熱要求，又能夠有效改善室內空氣濕熱不均的現象。
1.1.3采光效能
工業建筑對采光的要求很高，因此也對建筑用材提出了較高的篩選標準。室內建筑標準要盡量避免陰暗、潮濕的環境，這也充分說明了采光材料應當與其他建筑結構的耐久性相適應，即采用冷彎薄壁結構。輕型鋼骨具有較強的抗腐蝕性能，能夠降低鋼板在使用過程中的銹蝕程度，從而增加輕型鋼的使用壽命，搭配使用玻璃纖維聚酯或者聚碳酸酯等采光板可以提高其采光性能。
1.2安全性原則
工業建筑在實施過程中需要不斷提高其安全系數，既要保證作業人員的人身安全，又要確保建筑材料及各方面的安全性能，輕型鋼作為現階段工業建筑普遍使用的結構類型之一，保障其安全性至關重要。工業建筑系統非常龐大，且操作工序較為復雜，一旦受到地震、火災以及強壓等外界因素干擾，工業建筑將面臨巨大的損失，由于工業建筑原料的生產質量問題不易受到控制，在很大程度上會直接造成嚴重的火災現象，因此應當嚴格選用安全性能較高的建筑材料，例如輕型鋼因其抗震、抗壓、耐用且防火等特點被廣泛應用于建筑行業中。
1.3經濟性原則
輕型鋼在工業建筑結構設計中具有兩大優勢：一是重量輕，二是成本低。遵循經濟性原則，輕型鋼結構材料的使用簡化了傳統建筑模式下的繁雜作業量，不僅減少了部分材料的成本輸出，而且避免了人力物力的大量消耗；相比較于重型鋼材的使用，輕型鋼的價格較低，且操作方便，是工業建筑結構設計首選的鋼材之一。為了有效避免建筑施工過程的盲目操作，需要結合工業建筑環境和實施特點，合理規劃其建筑方案，包括建筑前期原材料的選擇、混凝土結構以及生產工藝等。
2輕型鋼在工業建筑結構設計中的應用特點
2.1外墻體系
工業建筑外墻體系的構造主要是采用非承重組合墻，利用其特點為外墻打造高強度的壓力載荷，多選擇將鍍鋅材料整合為壓型鋼板，從而增強其鋼材強度和穩定性波形，實現板型的固定。工業建筑外墻體系的施工流程主要為：①安裝主鋼結構；②將墻檁橫向鋪設于屋頂柱子上，并結合檁條與周圍構件的疏密程度，將超細玻璃絲綿放置于壓型鋼板和檁條之間，盡量避免墻板與墻檁產生過多的間隙；③包裝外墻體的骨架結構，并設置獨立的內襯鋼板。為了提高建筑結構的美觀性，可以根據其建設要求選擇相應的板型，例如豎直墻板經濟性能高，且具有較強的穩定結構；橫向墻板的外觀較美觀，適用于大型工業建筑情況。目前，我國絕大部分的工業建筑廠房采用普通的壓型鋼板，后來逐漸采用高復合板，復合板適用于鋼材的任意版型設置，例如平板、壓花板以及波形板等，又能夠做成墻檁以穩定外墻結構。工業建筑外墻構造選用輕型鋼的原因在于實現墻面與柱子的獨立性，開窗自由且通風性良好，多為工廠外墻設計。
2.2屋面設計
2.2.1坡度排水
一般來說，工業建筑需要充分考慮屋面坡度排水等因素，坡度與排水量、材料用量、施工難度以及后期維護等均存在直接的影響，因此坡度選擇應當結合當地建筑環境和板型要求來確定，例如區域性雨水多選擇較大坡度，雨水少則選擇較小坡度。工業建筑壓型板的屋面坡度要控制在正常范圍內的5%~35%，同時也要根據建筑原則滿足立體效果的要求。
2.2.2壓型鋼板
工業建筑輕型鋼結構設計中需要結合建筑要求，預留出通風管、采光窗等多重構件，這就容易導致屋面在排水系統中阻斷水流等現象，嚴重時會發生漏水問題。這就需要建筑初期確定好構件的孔洞直徑大小，才能采取不同措施來解決積水問題，例如直徑偏大的孔洞，需要將屋面的底座和泛水裙板設計成一體結構；在直徑偏小的孔洞周圍涂抹適量的硅酮膠也可以起到防水功效。
2.2.2.1通風設計
良好的通風效果能夠有效排出工業建筑作業產生的大量污濁氣體，例如粉塵、煙霧等，這是保證室內工作環境的必要條件。工業建筑在施工過程中難免會產生大量的有毒氣體，不僅會使作業人員的生命健康受到威脅，而且大量熱氣在作業環境內流動會腐蝕結構器件，因此應當在工業建筑四周設立百葉窗或者輔助通風器等設備，有利于廢棄的排出，保證室內良好的空氣環境。
2.2.2.2采光設計
工業建筑的屋面設計通常會選擇采光板或者采光頂棚來滿足通風、采光的要求。采光板多安裝于建筑屋面，與圍護板材構件形成良好的感應帶，以達到良好的室內采光效果；工業建筑多采用玻璃纖維聚酯或者中空板等材料，其強度高、較便捷，同時結合彩色壓型板使用，室內光線更加充足。采光頂棚設計在建筑屋面的側向天窗位置，有利于根據其橫向跨度和高度來滿足采光需求；采光頂棚既可以獨立設置在屋面四周，也可以橫向跨越屋脊，形成墻面的立體效果。
3結語
綜上所述，輕型鋼在我國工業建筑結構設計構件中占據重要地位，具有較強的抗震性、抗風性、抗壓性以及耐久性，既滿足了工業建筑的結構穩定性和質量要求，又提高了建筑施工的安全系數，實現了建筑行業的可持續發展需求。輕型鋼的使用有效改善了傳統工業建筑生產工藝的弊端，不僅節約了原材料的生產消耗和施工成本，而且實現了人力物力的充分利用，結合鋼結構的特性，使其能夠切實滿足工業建筑的需求。因此，只有不斷優化和改進建筑施工工藝，充分發揮輕型鋼的應用特點，才能促進工業建筑輕型鋼結構的結構設計質量，提高其建筑水平。
參考文獻
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作者:史嶺 單位:南京派格斯游樂設備有限公司