劉 翔

（湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 湘潭 411101）

在建筑行業(yè)主要分為工業(yè)建筑和民用建筑這兩大類。無論是在工業(yè)建筑還是在民用建筑中的鋼結(jié)構(gòu)建筑中，輕型鋼憑借著高強(qiáng)度、輕質(zhì)量、低成本和施工簡單等優(yōu)勢被廣泛的應(yīng)用。本文對鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計要素進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對輕型鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用加以了說明，希望工業(yè)建筑和民用建筑在施工時對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和輕型鋼的使用起到借鑒作用。

1 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計要素分析

1.1 鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)用性

鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)用性是指可以滿足職業(yè)規(guī)范和對生產(chǎn)人員安全保護(hù)的要求以及滿足建筑的生產(chǎn)需求。傳統(tǒng)的重型鋼結(jié)構(gòu)在使用的時候，對于人力和體力的消耗都是一個很高的數(shù)字，同時對于生產(chǎn)人員的安全也帶來一定的安全威脅，傳統(tǒng)的重型鋼結(jié)構(gòu)也嚴(yán)重?zé)o法滿足人們對于工業(yè)建筑和民用建筑的需求。但是，輕型鋼結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)都可以避免這些問題的出現(xiàn)。輕型鋼具備高強(qiáng)度、輕質(zhì)量、低成本和施工簡單的優(yōu)勢，既可以降低工業(yè)建筑和民用建筑對于人力和體力的消耗，還可以降低生產(chǎn)人員的施工危險。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)的聲環(huán)境

這里說的聲環(huán)境指的是因為日常生活各種原因造成的噪聲。這種噪聲可以分成物體振動產(chǎn)生的噪聲、雨水撞擊產(chǎn)生的噪聲、空氣傳播產(chǎn)生的噪聲和大風(fēng)帶來的噪聲等。由于產(chǎn)生噪聲的原因不同，阻斷噪聲的方式也會不同。

（1）對于物體振動產(chǎn)生的噪聲來說，用到最多的方式就是阻斷振源。阻斷振源的方法也有兩種：①針對設(shè)備的自身材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，來減少因為振動產(chǎn)生的噪聲；②在鋼結(jié)構(gòu)與振源之間建立隔振溝，來減少因為振動產(chǎn)生的噪聲。

（2）對于雨水撞擊產(chǎn)生的噪聲來說，一般都是采用具備一定阻斷聲音性能的材料，來減少因為雨水撞擊產(chǎn)生的噪聲。

（3）對于空氣傳播產(chǎn)生的噪聲來說，主要是在工業(yè)建筑和民用建筑時運(yùn)用采用50mm的巖棉夾芯板，這樣就可以有效的減少因為空氣傳播帶來的噪聲。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)的熱環(huán)境

鋼結(jié)構(gòu)的熱環(huán)境指的是因為外部因素干擾鋼結(jié)構(gòu)的整體環(huán)境，產(chǎn)生讓人感到鋼結(jié)構(gòu)主體的溫?zé)嶙兓?。影響鋼結(jié)構(gòu)的熱環(huán)境的因素有很多，其中主要的有太陽光直射產(chǎn)生的熱量、周邊環(huán)境的溫濕度變化、鋼結(jié)構(gòu)主體周圍物體表面溫度的影響和大氣流速等。輕型鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑和民用建筑主要是通過采用通風(fēng)和保溫隔熱來調(diào)節(jié)室內(nèi)的熱量。

1.4 鋼結(jié)構(gòu)的光環(huán)境

采用以鋼結(jié)構(gòu)為主體的工業(yè)建筑和民用建筑對于室內(nèi)的采光要求很高，這樣可以有效的節(jié)約室內(nèi)照明和保障生產(chǎn)勞動的安全。在進(jìn)行工業(yè)建筑和民用建筑時，對于采光材料的選擇要符合建筑主體對采光的要求，同時還要適應(yīng)于圍護(hù)構(gòu)件的耐久年限。通常在選擇采光材料的時候主要采用玻璃纖維聚酯采光板和聚碳酸酯采光板，這兩種材料都非常符合鋼結(jié)構(gòu)對光環(huán)境的要求。

1.5 鋼結(jié)構(gòu)的安全性

鋼結(jié)構(gòu)的安全性一直都是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要內(nèi)容。這里鋼結(jié)構(gòu)的安全一般涉及到防腐、防火、抗風(fēng)、抗震、防爆及防雷等多個方面。在工業(yè)建筑和民用建筑中保證鋼結(jié)構(gòu)的安全性，不僅要保障生產(chǎn)人員的安全，還要保障整體建筑的安全，這樣才能保障鋼結(jié)構(gòu)的使用年限。例如，對于那些需要做防護(hù)處理的構(gòu)件，可以在構(gòu)件的表面涂刷防火涂料。其中防火涂料要符合《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范CECS24：90》中的要求，鋼結(jié)構(gòu)的耐火構(gòu)件要符合《建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB50016-2006》的要求。

1.6 鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性

在采用以鋼結(jié)構(gòu)為主體的工業(yè)建筑和民用建筑時，要采用合理的建筑方案來控制建筑造價。這就需要設(shè)計師不斷的優(yōu)化施工方案，需要從施工項目的選址、劃分防火區(qū)、建筑材料的選擇、建筑的耐火性和耐久年限等多個方面進(jìn)行優(yōu)化。在鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計中需要與建筑、電、水、工藝、暖通等專業(yè)配合，來合理地減少鋼材的使用。在鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計中還要盡可能減少異型構(gòu)件的使用，多采用定型的產(chǎn)品。

2 輕型鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 輕型鋼結(jié)構(gòu)在外墻體系中的應(yīng)用

輕型鋼無論是在工業(yè)建筑還是在民用建筑中都是用于非承重墻的結(jié)構(gòu)中。最常見的就是出現(xiàn)在建筑外墻的墻體建造中，但是在建筑外墻的具體施工中要注意組合墻之間的墻體厚度的配合。這種配合要保障砌塊墻的厚度在1m到1.3m之間，壓型鋼板的厚度則控制在1.3以下，這樣才能保障組合墻的安全性。一般都是采用壓型鋼板與磚進(jìn)行組合墻的建設(shè)，壓型鋼板主要是由鍍鋅或鍍鋁鋅鋼板經(jīng)過壓制而形成的。壓型鋼板主要分為大小波和橫豎版，所以生產(chǎn)人員在進(jìn)行施工的時候要從多個方面對于施工的材料進(jìn)行分析選擇，這樣才能保障整體輕型鋼結(jié)構(gòu)的安全和耐久性。以水泥廠房外墻的施工方案為例：在對水泥廠房外墻進(jìn)行施工的時候，主要的操作流程是搭建好水泥廠房的主體鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架，主體構(gòu)架搭建完成后，根據(jù)柱子之間的間距來安裝墻檁，在安裝墻檁的時候要做好對檁條的大小和疏密性的控制，當(dāng)墻檁安裝完成后，需要將提前壓制好的壓型鋼板掛在墻檁上，這個時候還需要在墻檁和壓型鋼板之間放置超細(xì)玻璃絲。為了提高水泥廠房建筑的整體，可以對水泥廠房的整個墻體骨骼系統(tǒng)進(jìn)行包裹，將內(nèi)襯鋼板懸掛在墻檁的內(nèi)側(cè)。

輕型鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)是存在差距的，所以在實(shí)際的建筑中需要充分考慮到輕型鋼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在對壓型鋼板進(jìn)行制作的時候要設(shè)計合理的金屬壓型板墻面系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計也必須考慮到壓型鋼板的長度。生產(chǎn)人員在對壓型鋼板進(jìn)行選材的時候。要考慮到鋼板的承載力和單位面積內(nèi)的材料覆蓋率，來達(dá)到選在的最大利用度。這樣才能夠保障輕型鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，才能保障建筑行業(yè)對輕型鋼結(jié)構(gòu)的需求。輕型鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中的體現(xiàn)都是比較歸整和簡單的，這就需要對外立面的輕型鋼構(gòu)建進(jìn)行合理的設(shè)計和分配。

2.2 輕型鋼結(jié)構(gòu)在屋面設(shè)計中的應(yīng)用

2.2.1 對于屋面設(shè)計的坡度進(jìn)行合理的選擇

對于工業(yè)建筑和民用建筑的屋面設(shè)計，首先要考慮到屋面的排水效果，就意味著在屋面設(shè)計的時候選擇合理的坡度。如果在屋面設(shè)計的時候選擇的坡度大，屋面的排水效果是最佳的，但是坡度過大的屋面設(shè)計也會帶來諸多問題。例如，加大生產(chǎn)施工的難度、建造成本增加和造成坡面濺水的現(xiàn)象。與之相反的屋面坡度較小，這樣的屋面排水效果就會減弱，坡度小的屋面設(shè)計雖然減小了施工的難度和建造成本，但是會造成一定的積水，對壓型鋼板造成腐蝕，影響壓型鋼板使用年限。根據(jù)查閱相關(guān)的資料顯示，工業(yè)建筑和民用建筑的屋面坡度設(shè)計都在5%～35%之間。但是在實(shí)際的施工中要考慮到施工環(huán)境的影響，選擇最佳的屋面坡度。我國南北方的降雨量不同，所以在南方建造的時候要將屋面的坡度設(shè)計的較大一點(diǎn)；在北方建造的時候要將屋面的坡度設(shè)計的較小一點(diǎn)，這樣才能更好的適用于當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。在對屋面坡度進(jìn)行設(shè)計的時候還要考慮到建筑物的整體立體效果。

2.2.2 壓型鋼屋面構(gòu)造的設(shè)計

再以輕型鋼為材料構(gòu)建屋面設(shè)計的時候，需要在屋面設(shè)計出建設(shè)采光、通風(fēng)和突出物構(gòu)件等的位置。

（1）對于屋面的漏水問題需要根據(jù)實(shí)際狀況制定合理的方法。在屋面設(shè)計中避免不了會出現(xiàn)一些邊長和孔直徑較小的掛件，這就需要在相應(yīng)的位置涂抹硅酮膠，在一些直徑較大的空洞，就需要施工人員做好這些位置的放水工作，這樣才能保障屋面的整體防水效果，延長屋面的使用年限。

（2）在對于屋面通風(fēng)的設(shè)計時，需要注意到大氣污染對整體建筑的影響，如果在屋面設(shè)計的時候沒有控制好通風(fēng)管的位置和室內(nèi)氣體的排放，就會嚴(yán)重影響到室內(nèi)的工作人員，也會從內(nèi)部對建筑造成腐蝕，從而產(chǎn)生一些經(jīng)濟(jì)損失，為了避免這樣問題的出現(xiàn)么就需要設(shè)計好屋面通風(fēng)管和建筑內(nèi)的輔助通風(fēng)結(jié)構(gòu)。

（3）對于屋面的采光設(shè)計。在建筑的采光設(shè)計中需要在屋面建造采光頂棚或者采光板。采光頂棚是在屋面突出的地方建造天窗，在建造天窗的時候要設(shè)計好天窗的開向、高度和坡度，設(shè)計這些因素的時候需要根據(jù)建筑的具體采光條件來制定。采光板一般采用中空板和玻璃纖維加強(qiáng)聚酯等材料制造，需要在屋面安裝圍護(hù)板材，有利于增強(qiáng)建筑的采光效果。在實(shí)際的屋面設(shè)計建造中，采用最多的是以玻璃纖維加強(qiáng)聚酯為材料制造的采光板，該材料采光板的優(yōu)勢在于強(qiáng)度高和易成型。

3 總結(jié)

在工業(yè)建筑和民用建筑中，輕型鋼結(jié)構(gòu)的使用已經(jīng)非常廣泛了，對于建筑業(yè)的發(fā)展也起著推動作用，但是在實(shí)際的建造中，需要對輕型鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件布置、建造方案、屋面建筑和墻體都進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，這樣才能提升整體項目的質(zhì)量和安全，保障輕型鋼的優(yōu)點(diǎn)在整個建筑中得到體現(xiàn)，這樣才能有利于建筑工程的后續(xù)工作，保障建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。