鋼結構廠房在工業建筑中的應用

　　鋼結構廠房在工業建筑中的應用【1】

　　摘要：鋼結構建筑在近幾十年得到了很大的發展，尤其近年來發展更加迅速，主要體現在鋼結構建筑在工業廠房中的應用越來越普遍，本文系統給出鋼結構廠房的特點和主要部分，最后給出在工業建筑中的應用。

　　關鍵詞：鋼結構;廠房;工業建筑

　　0引言

　　鋼結構廠房是指采用鋼板和熱扎、冷彎或焊接型材通過連接件連接而成的能承受和傳遞荷載的國際流行的門式鋼架輕鋼結構體系形式。

　　門式剛架鋼結構廠房在國內技術成熟，用戶普遍接受，成為目前國內發展速度最快的一種鋼結構形式。

　　門式鋼架鋼結構廠房可以做成大跨度，大空間，便于內部靈活布置和使用。

　　(鋼結構廠房采用門式鋼架體系其單跨度甚至可達到80米。

　　多跨可達到180米甚至跨度更大。

　　)鋼結構廠房主要是用在不承受大載荷的承重建筑。

　　采用輕型H型鋼(焊接或軋制;變截面或等截面)做成門形鋼架支承，C型、Z型冷彎薄壁型鋼作檁條和墻梁，壓型鋼板或輕質夾芯板作屋面、墻面圍護結構，采用高強螺栓、普通螺栓及自攻螺絲等連接件和密封材料組裝起來的門式鋼架鋼結構體系。

　　鋼結構廠房在全球范圍內，特別是在發達國家和地區鋼結構建筑工程領域中得到更合理、廣泛的應用，鋼結構廠房可廣泛應用于工業廠房。

　　一種新型的建筑體系有可通房地產業、建筑業、冶金業之間的行業界線，集合成為一個新的產業體系，這就是業內人士普遍看好的鋼結構建筑體系。

　　鋼結構建筑的優點主要有：大大節約施工時間，施工不受季節影響;增大住宅空間使用面積;減少建筑垃圾和環境污染，建筑材料可重復利用;拉動其他新型建材行業的發展;抗震性能好;使用中易于改造、靈活方便;給人帶來舒適感等等。

　　由于土地資源不可再生，建設部已下令禁止使用傳統的粘土磚，同時，我國的鋼產量已達1.7億噸，嚴重供過于求的狀況已迫使鋼鐵企業另辟蹊徑，引進國外已經成熟的鋼結構住宅建筑體系，同時為建筑業和鋼鐵業找到了新的出路，因此，鋼廠和建材企業走在了鋼結構住宅的前列。

　　近幾年，鋼結構建筑相比于磚混結構建筑在環保、節能、高效、工廠化生產等方面具有明顯優勢。

　　深圳高 325米的地王大廈、上海浦東高421米的金茂大廈、北京的京廣中心等大型建筑都采用了鋼結構，北京、上海、山東等省市已開始進行鋼結構住宅試點，其中，北京金宸公寓已被列為建設部住宅鋼結構體系示范工程。

　　高層鋼結構建筑屢見不鮮人們預料21世紀是金屬結構的世紀，鋼結構將成為新建筑時代的脊梁。

　　人類自 17世紀70年代開始使用生鐵，19世紀初開始使用熟鐵建造橋梁和房屋，鋼結構發展的歷史要比鋼筋混凝土結構發展的歷史悠久，它的生命力也是越來越強。

　　在美國，低層建筑如兩層樓以下的非居住型建筑市場已有70%以上是建筑金屬制品。

　　全世界至今已完成的101幢超高層建筑中，鋼筋混凝土結構16幢，純鋼結構 59幢，不同形式的鋼砼混合結構27幢;可以看出鋼結構的發展必將促使建筑業、冶金工業、機械工業、汽車工業、農業、石油工業、商業、交通運輸業得到迅速發展。

　　1 鋼結構廠房的特點

　　鋼結構廠房自重輕，鋼結構自重僅是磚混結構的五分之一。

　　鋼結構廠房強度大，跨度大，空間大。

　　鋼結構廠房的抗震性好、抗沖擊性好。

　　鋼結構廠房整體剛性好、變形能力強。

　　鋼結構廠房防火性高，防腐蝕性高，密封性高。

　　鋼結構廠房投資低，鋼結構廠房拆遷方便，可多次回收利用，環保性好，結構壽命使用長。

　　鋼結構廠房制造的工業化程度較高，可以快速標準流水線安裝。

　　鋼結構占用面積小，使用面積大，比傳統混凝土結構建筑增加使用面積4%-8%，間接的增加了經濟效益。

　　鋼結構廠房在使用過程當中易于改造，如加固，接高，隔斷等內部分割，調整比較容易，靈活方便。

　　隨著近年來鋼結構的迅速發展，和普通鋼筋混凝土廠房相比，強度高,重量輕,鋼材的密度與強度之比較小，鋼結構與鋼筋混凝土結構相比要輕30 %～50%。

　　層高與柱網尺寸大，可提高建筑實用面積3%～5%。

　　施工周期短，與傳統的鋼筋混凝土廠房相比，多層鋼廠房的設計，生產，施工趨于一體化，加之現場無焊接，無濕作業，這些都有利于縮短周期，加快資金流通。

　　據研究，多層鋼結構體系屬于環保型綠色建筑體系，其節能指標可達50%。

　　2鋼結構廠房主要結構

　　1、基礎預埋件，(能穩定鋼結構廠房結構)

　　2、柱子，采用H型鋼，工字鋼，圓管或者C型鋼(兩根C型鋼對接)

　　3、梁，采用C型鋼和H型鋼。

　　4、檁條，通常采用C型鋼，槽鋼。

　　5、墻屋面采用彩鋼壓型板，一種是彩鋼單片瓦(彩鋼瓦)。

　　一種是彩鋼夾心復合板。

　　兩層瓦中間擱著泡沫，巖棉，玻璃絲棉，聚氨酯等起到防火阻燃，密封，隔音的效果。

　　3工業建筑的應用

　　1、大型設備的布置

　　工業建筑的第一個特點就是大型設備的布置，廠房內大型設備的布置對確定柱網起著決定性的作用,同時也限制了支承梁的翼緣寬度。

　　由于大型設備荷載大,重心高,而支撐點接近設備的底部,位于二層樓面,地震時會產生很大的傾覆力矩,對支承梁的受力非常不利。

　　因此需要在設備的外圍設四根柱子,讓四根柱子的中心線與設備的中心線重合,并盡量使支承梁與柱子直接連接成框架梁。

　　這樣布置傳力直接,對于承受豎向荷載也非常有利。

　　為了支承梁能有效地抵抗扭矩,應將設備的固定螺栓布置在梁腹板外側,這就要求支承梁的翼緣寬度不能太大,否則無法保證預留洞的尺寸。

　　另外,在輸入設備的荷載時,應該考慮由于地震產生的傾覆力矩而增加的荷載。

　　這部分荷載是計算機程序無法考慮的,需要人工加以干預。

　　其他中小型設備也影響著結構布置,必須全面加以考慮。

　　總之,在設計初期應該同工藝設備專業密切配合把柱網確定好。

　　必要時請工藝專業適當調整設備的位置,以滿足結構布置的需要。

　　2、新型輕質屋面材料的不斷開發和應用

　　彩色壓型鋼板，壓芯復合板，陽光板及BAP彩色鍍鋅鋁鋼板(其總量只有普通混凝土結構的1/10～1/20)等的出現，為減輕屋面荷載提供了物質基礎。

　　在屋蓋系統的設計中，充分利用這些材料“輕質高強”的特點，采用鋼網架，輕鋼結構等新技術，減輕了屋蓋系統的自重，同時也大大減輕了柱網的荷載。

　　如萊鋼中小型軋鋼車間，屋面采用彩色壓型鋼板，屋蓋系統采用螺栓球節點網架結構，檁條為冷彎薄壁C型截面。

　　該設計具有重量輕，工程造價低，施工進度快，不占現場施工場地，整體剛度及抗震性能好等優點。

　　且屋面系統用鋼量僅為31 kg/m2.而普通輕蓋屋架系統用鋼量為53 kg/ m2該屋面系統與普通輕鋼屋架相比節約鋼材40%，可直接節約投資8%，更重要的是縮短工期1/3-1/2，具有巨大的潛在經濟效益。

　　再如包鋼軌梁車間管坯倉庫及鋼軌緩冷工段，屋蓋系統采用冷彎薄壁型鋼，其中屋架、天窗架、擋風架、等采用方鋼截面，檁條采用冷彎薄壁Z型截面，上鋪0.75mm厚的鍍鋅瓦楞鐵，支撐采用冷彎薄壁角鋼，具有結構輕，剛度好，節約鋼材并能充分發揮材料強度等優點，與普通鋼屋架相比節約鋼材約35%。

　　3工業建筑成本需求

　　廠房鋼結構設計的輕型化，除了在結構理論計算上從平面體系發展到空間體系進行分析，挖掘結構的承載潛力外，同時還應考慮加工制作的裝備技術能力的現狀。

　　從結構方案的角度來說，柱網布置，軸線布置對門式剛架輕型鋼結構的設計用鋼量是密切相關的。

　　梁柱截面的形式和選型，墻面和屋面的結構形式都對鋼結構向輕型化發展有著重要的意義。

　　從新技術的發展來說，結構體系由平面向空間發展。

　　鋼網架結構是雙向連續梁超靜定的空間幾何不變體系，具有較強的跨越能力，可以適應廠房結構跨度和柱網布置的不同要求;結構形式的多樣化可以適應工業對空間體系的要求。

　　在工程實踐中，這種以符合現代化單層工業廠房的多方面要求和以節約結構用鋼體現最佳經濟效益為目前發展趨勢，又將促進結構體系的發展。

　　4結論和展望

　　當前，鋼結構具有很好的發展勢頭，它以自身的優越性，正在工業建筑中得到越來越廣泛的應用，實用、節能、工業化程度高等將會是很重要的建筑指標，意味著鋼結構普遍應用將成為多層鋼結構廠房的設計趨勢。

　　參考文獻

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　　[4]張晨.鋼結構設計的簡單步驟和設計思路[J].山西建筑,2005.

　　[5]王景文.鋼結構工程施工與質量驗收實用手冊[M].中國建材工業出版社,2008.

　　鋼結構彩鋼板在工業建筑中的應用【2】

　　[摘 要]隨著科學技術的進步，建筑行業的飛速發展，傳統的建筑結構材料已經無法滿足工業建筑發展需求，越來越多新型的材料被研發出來并應用于建筑工程中，鋼結構彩鋼板建筑應運而生。

　　鋼結構具有構結性能好、施工便捷等優點，在工業建筑中得以廣泛應用。

　　[關鍵詞]工業建筑;鋼結構;彩鋼板;應用

　　鋼結構在工業建筑中所體現出的優秀特性，使得鋼結構得以廣泛應用。

　　但是由于這樣或那樣因素影響，使得鋼結構彩鋼板在工業建筑應用中存在不少問題，從而對工業建筑質量產生了嚴重的影響，因此，為了確保工業建筑質量，我們必須加強鋼結構彩鋼板在工業建筑中的應用。

　　1.鋼結構、彩鋼板特點介紹

　　1.1 鋼結構特點介紹

　　建筑行業的飛速發展，傳統的建筑結構已經無法滿足工業建筑發展需求，新型的建筑結構不斷應運而生，鋼結構建筑就是其中之一。

　　鋼結構具有諸多優點，主要包括材料強度高、性能優良、制造簡便、施工速度快、材質輕盈等等優點，但是也存在抗高溫性差、抗腐蝕性差等缺點。

　　綜合鋼結構的優、缺點來看，鋼結構非常適用于跨度大、結構層多的建筑工程中。

　　鋼結構材料屬于成材，加工簡便，且能夠使用機械操作，這有效提高了施工效率。

　　鋼結構是有多個構件拼裝組成，所以，在加工鋼結構構件，為了確保構件的精確度，應選擇專業化的金屬結構廠。

　　為了去也不拼裝構件的牢固性，所采用的螺栓應選用高強度螺栓。

　　鋼結構拼裝通常是現在地面完成，拼裝完成后再利用吊裝機吊裝到指定的位置，這樣能夠加快施工進度。

　　此外。

　　用螺栓連接的鋼結構再拆遷方面也較為容易。

　　1.2 彩鋼板特點介紹

　　彩鋼板又稱為彩色涂層鋼板，其經過輥壓冷彎成型后用于建筑圍護的板材。

　　彩鋼板的板厚通常為0.5到1.0毫米之間，板寬為12米左右，其長度應根據用戶需要確定。

　　彩鋼夾芯板主要是指將彩色涂層鋼板的面板和底板與保溫芯材相粘結劑，從而組成保溫復合圍護板材。

　　彩鋼夾芯板的芯材主要分為以下三種，分別是巖棉夾芯板、硬質聚氨酯夾芯板和聚苯乙烯夾芯板。

　　彩鋼夾芯板主要是由兩層金屬薄板和保溫芯材共同組成，其中金屬薄板分別位于保溫芯材的上下層。

　　彩鋼板的面板主要采用彩色噴涂鋼板或彩色噴涂鍍鋅鋼板等金屬板材，保溫芯材主要采用巖棉、硬質泡沫塑料等具有一定剛度的保溫材料，而彩鋼板面板與芯材用合適的粘結劑進行粘合，例如聚氨酯粘結劑、酚醛樹脂粘合劑等。

　　彩鋼夾芯板的厚度通常在50到250毫米之間，其中建筑用彩鋼夾芯板厚度為50到100毫米之間，板寬通常為12米左右，板長應根據具體需要來確定[1]。

　　2.鋼結構彩鋼板在工業建筑中的應用探析

　　2.1 鋼結構彩鋼板在廠房中的應用

　　隨著建筑行業的飛速發展，工業建筑作為建筑行業中的重要組成部分，也得到了快速的發展。

　　由于鋼結構所具有的優點和特點，非常適用于工業建筑中的廠房建筑。

　　企業的不斷發展，使得廠房規模也在不斷擴大，同時人們生活水平與質量的提高，加上工廠管理越來越人性化，這就對企業的廠房建筑提出了更高的要求，不僅應滿足人員辦公條件，還應具有良好的休息環境。

　　基于這樣的情況，傳統的老式的廠房結構顯然已經不再適用，傳統的廠房結構隨著企業規模的擴大，人員的增多，相應的人員工作場地面積也就越來越少，空間也越來越緊張，若是管理不當就極易出現問題，甚至引發騷亂。

　　采用鋼結構彩鋼板形式的廠房，具有占地面積小、空間大、構結性能好、施工便捷等優點，能夠很好的滿足新形勢下企業廠房建筑的需求。

　　相較于傳統的磚混結構廠房，鋼結構彩鋼板廠房的墻體厚度只有其五分之一左右的厚度，僅從這一點上就能夠看出采用鋼結構彩鋼板廠房的優勢。

　　如果廠房為二層形式，傳統的磚混結構廠房一層和二層是封堵死的，僅通過樓梯連接，空間上就顯得比較狹窄，而采用鋼結構彩鋼板的廠房，將一、二層空間連接連接為一層空間，且結構布置靈活簡潔，光照條件極好，只需安裝塑鋼門、窗等設施就能充分滿足廠房中的使用功能。

　　采用鋼結構彩鋼板廠房的外墻不需要裝飾就能顯得比較好看，而傳統的磚混結構廠房如果外墻不裝修則顯得極為落后、老土，甚至對企業形象造成嚴重的影響。

　　總之，采用鋼結構彩鋼板的廠房，施工周期短、安裝和拆卸便捷，還起到了省錢又環保的作用，可謂一舉多得[2]。

　　2.2 鋼結構彩鋼板在庫房、辦公樓中的應用

　　通常庫房、辦公樓等均是屬于大跨度、大空間結構形式，而采用鋼結構彩鋼板則很好的吻合了這一特點。

　　尤其是一些對隔聲、潔凈等要求較高的工業建筑，鋼結構彩鋼板也都非常適用。

　　鋼結構彩鋼板具有占地面積小、空間大、重量輕、力學性好、外觀美觀等諸多特點，在庫房中采用鋼結構彩鋼板，大大提高了庫房的空間利用率，增大了庫房容量，有效解決了由于庫房容量小而分批存放或另外找地方存放的問題，為企業節省資金。

　　在辦公樓中采用鋼結構彩鋼板，與上述廠房類似，只需根據使用需要進行合理規劃，在鋼結構下的大空間中安裝塑鋼門、窗即可，這樣就能形成一排漂亮的隔斷，將不同功能區域分開。

　　2.3 鋼結構彩鋼板在門框的應用

　　將鋼結構彩鋼板應用在隔斷、高寬較大的門框也能起到很好的效果。

　　不僅具有隔斷空間的作用，還具有阻斷冷風的作用。

　　相較于傳統的鋼木結構大門，若是大門高寬均超過6米，鋼木門結構就極為笨重，一旦門軸承重超出負荷，就容易產生變形。

　　且鋼木結構的大門在開門、關門方面也十分不方便，在保溫性能和外觀方面也都差強人意。

　　而采用鋼結構彩鋼板的大門，不論是高寬在6米以下或是以上，都能夠很好的滿足要求。

　　且鋼結構彩鋼板的大門還能根據需要做成不同品種的門，例如電動推拉門、平開門、平開門等，使用極為方便。

　　相較于傳統的鋼木結構門，鋼結構彩鋼板的門重量輕、安裝方便，這就有效節省了成本費用。

　　此外，鋼結構彩鋼板具有安裝、拆卸方便的特點，一旦業主有需要進行設計變更，鋼結構彩鋼板拆卸極為方便，大大節省了拆卸時間、勞動力以及成本[3]。

　　3.結語

　　綜上所述，本文對鋼結構彩鋼板在工業建筑中的應用進行了分析與探討，具有非常重要的意義，不僅有助于提升建筑企業的整體管理應用水平，更有助于促進我國工業建筑的可持續發展。

　　參考文獻

　　[1] 王玉英.淺談鋼結構彩鋼板在工業建筑中的應用[J].低溫建筑技術，2011，02：71-72.

　　[2] 劉彬花，徐菊芬.鋼結構和壓型鋼板在工業車間改造中的應用[J].山西建筑，2009，22：79-81.

　　[3] 王東云.鋼結構在工業建筑的應用與發展探析[J].科技創業家，2013，02：81.

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