輕型鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的應(yīng)用研究

【摘要】隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工業(yè)建筑的發(fā)展也突飛猛進(jìn)，輕型鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。本文主要描述現(xiàn)代工業(yè)建筑現(xiàn)狀，對輕型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行深度解讀，對輕型鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的具體應(yīng)用及其未來發(fā)展空間進(jìn)行逐一說明。希望通過本次對輕型鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代工業(yè)建筑中的具體運(yùn)用的研究，讓我國的工業(yè)化朝著高速可持續(xù)方向發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】輕型鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)建筑；應(yīng)用；設(shè)計

引言

在現(xiàn)代工業(yè)建筑中，已經(jīng)逐步淘汰了一些笨重的結(jié)構(gòu)，輕型鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為工業(yè)建筑中的主流。輕型鋼結(jié)構(gòu)不僅能夠承受較高的負(fù)荷，滿足工業(yè)建筑的需要，而且用起來輕便環(huán)保。這種優(yōu)勢讓施工單位節(jié)省成本、快速完成施工任務(wù)外，還可以提高工程質(zhì)量，提升自身信譽(yù)度。在建材市場競爭如此激烈的今天，備受建筑人員關(guān)注。盡管輕型鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)備受重視，但它仍然存在一定的問題，存在很多潛在價值沒有被挖掘，期待輕型鋼結(jié)構(gòu)能得到更好的運(yùn)用和發(fā)展。

1、輕型鋼結(jié)構(gòu)中的必要性和意義

我國工業(yè)已經(jīng)發(fā)展到一定階段，進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型期。經(jīng)歷過三次工業(yè)革命，工業(yè)已經(jīng)相當(dāng)成熟穩(wěn)定，且工業(yè)技術(shù)也是日新月異，工業(yè)化進(jìn)程不斷加劇。雖然我國的綜合國力已經(jīng)令世人矚目，但我國的工業(yè)化體系還不夠完善，處于中低端水平?，F(xiàn)行的工業(yè)主要是以勞動密集型、資源密集型為主，但隨著我國城市化進(jìn)程的推進(jìn)，工業(yè)逐漸相技術(shù)密集型、環(huán)境友好型方向轉(zhuǎn)變。但其中的歷程是漫長而艱辛的，工業(yè)化的推進(jìn)，必定造成資源消耗的加劇、環(huán)境污染的失衡等問題。這種粗放式的工業(yè)生產(chǎn)給人類造成的危害是顯而易見的，比如霧霾讓很多人無法正常生活工作。隨著改革的不斷推進(jìn)，更多的地區(qū)響應(yīng)了政策的號召。比如一些地區(qū)改變了產(chǎn)業(yè)布局，把一些對環(huán)境污染嚴(yán)重或?qū)Y源消耗較大的工業(yè)廢除或整治，加大對科學(xué)技術(shù)的研究力度，找出更多有利于工業(yè)友好發(fā)展的措施。發(fā)展一些新興產(chǎn)業(yè)，如旅游業(yè)、生物制造業(yè)等對環(huán)境相對無害的產(chǎn)業(yè)。

2、輕型鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

所謂的輕型鋼結(jié)構(gòu)的定義至今沒有明確的說明，但它有兩個明顯標(biāo)志：一是質(zhì)量輕；二是運(yùn)用時經(jīng)濟(jì)效益好。與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)相比具有顯著優(yōu)勢，有了技術(shù)上的突破與運(yùn)用能力上的提升。

第一，輕型鋼結(jié)構(gòu)能夠隨時建造輕便、寬敞的建筑空間。輕型鋼結(jié)構(gòu)根據(jù)實際具體需要可以進(jìn)行精確實際，突破原有鋼結(jié)構(gòu)由于體積笨重受力不合理的局限性。輕型鋼結(jié)構(gòu)在用鋼量上只有普通鋼量的33%-55%，節(jié)省鋼量的同時，還可以節(jié)省水泥、模板、腳手架等建筑必須材料，大大消減了成本。輕型鋼結(jié)構(gòu)在打造空間建筑上已經(jīng)形成了一套完整的體系，不僅能夠使建筑達(dá)到預(yù)期的空間效果，還可以擁有視覺上的沖擊力。在工業(yè)生產(chǎn)中得到有效運(yùn)用，特別是廠房的建設(shè)中，寬敞的空間，靈活的布局，可以更好地為生活生產(chǎn)服務(wù)。

第二，由于輕型鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用，會使整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固、安全。輕型鋼結(jié)構(gòu)本身具有重量較輕，材質(zhì)教均勻，所以具有良好的延展性與抗震性，相比普通的鋼結(jié)構(gòu)性能上有很大的提升。顧名思義輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要建材是鋼材，且都具有良好的可塑性、韌性等一系列優(yōu)質(zhì)性能。無論是主體構(gòu)件還是局部構(gòu)件所用的鋼結(jié)構(gòu)都是經(jīng)過縝密的計算，嚴(yán)格的檢測才進(jìn)入施工現(xiàn)場的合格優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，這些構(gòu)建完美的配合促使建筑物有良好的抗震性，抗拉剪性。

3、輕型鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的具體運(yùn)用

對于輕型鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑的空間設(shè)計主要有兩種結(jié)構(gòu)類型：一是主要包括門式剛架和箱體建筑在內(nèi)的整體式輕型鋼結(jié)構(gòu)體系，二是包含網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、管轄架結(jié)構(gòu)及金屬拱形波紋屋頂?shù)容p型鋼結(jié)構(gòu)屋面體系，這些都是輕型鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑空間設(shè)計的典范。

在整體式輕信鋼結(jié)構(gòu)體系中，門式鋼結(jié)構(gòu)是其建筑骨架的重要組成部分，這種門式剛架，在工業(yè)建筑中生產(chǎn)性能較高，在回收利用上也比普通的鋼材要好很多，這種性能更好節(jié)省成本，適用性較廣泛。而箱體建筑結(jié)構(gòu)是一種運(yùn)用于海、陸、空等不同形式的運(yùn)輸裝置，它是通過對廢棄的集裝箱等工具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑煨纬傻?，具有針對性。它是一個獨(dú)立的存在，擁有一個完全封閉的空間結(jié)構(gòu)，這樣針對不同的用途可以改造成不同類型、大小的集裝箱。

在輕型鋼結(jié)構(gòu)屋面體系中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)已經(jīng)運(yùn)用的相當(dāng)成熟，而且已經(jīng)有很多經(jīng)典的案例，比如美國芝加哥的國會大廳，英國哈羅的文藝中心等。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由一定數(shù)量且有規(guī)律的排列組成的框架，可以承載來自豎向的壓力。可以根據(jù)建筑對功能和美觀的需要進(jìn)行靈活布局，可以是多種形狀，多種體態(tài)。管桁架主要是一個承重結(jié)構(gòu)，可以以立面形式，也可以是平面形式，承受不同方向的荷載，主要是來自屋面的壓力，與其他鋼產(chǎn)品構(gòu)件共同組成一個完整美觀的主體空間。而金屬拱形波紋屋頂結(jié)構(gòu)，近年來在我國的建筑中得到廣泛運(yùn)用，并且有了一定的創(chuàng)新，形成一種新型的屋面結(jié)構(gòu)，無論在鋼板厚度、鋼材用量方面得到了改進(jìn)，而且在建筑外觀上也具有美學(xué)功能。

輕型鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中外觀造型也具有一定的設(shè)計技巧。第一，外形建筑錯列布局，具體有豎向和橫向錯列兩種排列方式。具體運(yùn)用有奔馳的設(shè)計中心及其彪馬城市移動城堡的構(gòu)造；第二，對一些特定的局部進(jìn)行突出，這種單獨(dú)做出特殊處理建筑的局部會帶給建筑不一樣的空間造型，比如諾丁漢的某一工廠由格魯姆肖進(jìn)行設(shè)計。

結(jié)語：

縱觀現(xiàn)在流行的工業(yè)建筑，大部分都是采用輕型鋼結(jié)構(gòu)，足以證明輕型鋼結(jié)構(gòu)具有明顯優(yōu)勢，可以打造豐富多變的外部形態(tài)及合理布局的空間格局，不僅滿足生產(chǎn)需求，而且具有美學(xué)功能。在我國輕型鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用已經(jīng)相對成熟，在實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時，還能為我國的節(jié)能減排、綠色建筑做出自己的貢獻(xiàn)。在工業(yè)建筑的具體運(yùn)用中，應(yīng)該根據(jù)輕型鋼結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)勢和特點(diǎn)，挖掘其潛在的工業(yè)價值，進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)革新，推動我國的工業(yè)化進(jìn)程，實現(xiàn)環(huán)保綠色的建筑構(gòu)想。

參考文獻(xiàn)

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作者信息：

程國起（1963年6月9日），男，漢族，遼寧省朝陽市人，學(xué)歷：本科，高級講師，研究方向 ：工業(yè)與民用建筑設(shè)計及施工管理。