关于门式轻型钢结构在建筑设计的应用

关于门式轻型钢结构在建筑设计的应用

广东博意建筑设计院有限公司528312

摘要:轻型钢门式结构设计对于建筑工程钢结构设计来说具有十分重要的作用,对于钢结构设计的发展也是具有重大意义的,因此我们应该加强对于轻型钢门式结构设计的探讨。

关键词:门式轻型钢结构;建筑设计;应用

引言

门式刚架的具体优点包括了如下层面:较轻的重量、较低的价格,还能省材;也能够很好的抗震,对于7度以下的地方,一般不对抗震设计进性独特的考虑。加工起来比较简单,耗费的周期还比较短。

1、轻型钢结构在建筑设计中的优点分析

目前,轻型钢结构相较于钢筋混凝土而言在房屋设计中得到越来越多的应用,此结构拥有如下特点:这种建筑材料自身的重量比较轻便,对房屋建设中的其他结构产生的负重量小,这就避免了繁琐的地基处理的面积,降低了房屋建造的工作量及成本、缩短了施工周期;面对现如今地震活跃度高的现状,轻型钢结构具有硬度高、密度大、负重力强度大的特点,有利于抗击地震,减少因地震带来的房屋破损,也给建筑投资商降低了投资风险,带来了良好的经济效益;在房屋建设过程中轻型钢结构自身的抗压力强、结构断面小、应用覆盖面积小,这样就实现了房屋布置的灵活性和美观性。

1.1轻钢结构的最大优点是施工工期短

所有构件均可以由工厂制作现场拼接安装,对一般规模较小的厂房仅需45d至2个月,而若采用钢筋混凝土建筑则要8~12个月左右。

1.2施工周期短

可以提前投入使用,提前获取投资效益;更由于采用色彩鲜艳的彩色压型钢板,美观华丽,改善了周边环境的动态感;因为建筑物本身的自重轻,一般情况下不需要做桩基,可以节省投资;由于采用了聚苯已烯泡沫夹心板或单板加保温棉等措施后,使保温、隔热和隔章等效果良好。彩色钢板是以镀锌为基板又用硅酮作为表面,经两除两烘加工而成,耐久性也较好,根据目前我国的市场价格,轻型钢结构的造价已经低于钢筋混凝土结构,当厂房的跨度越大时,其优势更为明显,这也是它赖以竞争的一大优势。

1.3抗震性能好

由于轻型钢结构属于柔性结构、自重轻,因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度,极有利于抗震。我国是一个多地震区国家,在地震区建筑中应多多推广应用钢结构,必可大大减少地震灾害和人员伤亡。再就是采用钢结构宜于拆卸搬迁:一旦业主对所造厂址不满意或外界环境发生意想不到的变化,则整个建筑可在很短时间内拆迁,损失极小,而所有这些是钢筋混凝土建筑所无法具备的。

2、建筑设计中轻型钢结构的设计方法

2.1建筑设计中轻型钢结构屋面设计方法

在轻型钢结构屋面设计中,首先是建筑材料与坡度选择,现今我国建筑轻型钢结构中的屋面材料主要有太空钢板以及压型钢板等,目前我国建筑中应用较为广泛的是金属压型复合保温板、夹心板以及金属压型板,这三种材料各有其不同之处,它们之间的用途也存在一定的差异性。就一般建筑而言,建筑屋面坡度越大,那么对屋面排水则越有利,然而若坡度过大也存在一定的弊端,坡度过大会提升排水速度,易产生溅水现象。相应的若坡度过小,排水速度也会相应变小,水流速度过于缓慢易造成积水状况,因此在轻型钢结构设计中一定要合理控制屋面坡度。另外,轻型钢结构屋面材料也是影响建筑整体质量的关键因素,在屋面材料选择中相关工作人员应明确建筑对材料的实际需求,以此为基础选择价格适中且质量较好的屋面材料,为后期建筑奠定基础。其次,对金属压型钢板屋面构造设计进行合理把控,金属压型钢板屋面构造设计中主要包含板型选择、屋面开洞方式、采光带设置以及压型金属板选择等等,一般情况下大多采用轻型钢结构的建筑,为使建筑具备良好的采光与通风效果,会在屋面上部位置合理设置通风孔与采光带。

2.2建筑设计中轻型钢结构墙体设计方法

建筑中的墙体位置一般可分为两种,分别是外墙和内墙,根据其不同的受力特点可以将建筑墙体分为自承重式轻型墙体以及非承重式轻型墙体,通常情况下我国建筑墙体设计中所运用的墙体材料大多数以轻质材料为主,例如彩涂金属压型板夹心板、彩涂金属压型板以及PC板等等,在应用中设计人员应根据建筑要求、设计标准及不同板型材料的优缺点进行合理选择墙体材料。金属压型板墙面系统构造设计的重点在于压型板具体的长度选择以及钢板墙面系统细部构造设计,在墙体金属板选择过程中应全面考虑板块单位面积的覆盖率以及板块承载力水平,在使用中应尽可能的减少或者不出现压型板长向搭接,这样在很大程度上可以节约施工材料。另外在夹心板墙板构造设计中需要对夹心板的节点做法以及及结构布置进行综合考虑,从而科学选择板块的放置方式,在设计中要懂得把握重点,需要对墙体的转角处、窗洞口以及踢脚处进行重点设计,以此来提高轻型钢结构墙体设计整体水平。

2.3建筑设计中轻型钢结构加层构造设计方法

轻型钢结构加层设计与建筑中的普通加层存在一定的区别,其不仅具有普通加层的功能,同时还兼具了轻型钢结构本身的特点,在轻型钢结构加层构造设计过程中要考虑轻型钢结构加层的个性特点。轻型钢结构加强的主要方式是在原有建筑主体结构上进行直接性加高,在原有建筑结构的基础上得到加固以及优化主体结构的目的。当然要实现此目的需要一个经济完整并且合理的设计方案,所以做好轻型钢结构加层构造设计十分重要。由于轻型钢结构的刚度比较小、重量轻,因此在加层构造设计中应科学设置足够的横向与纵向支撑,以此来保证轻型钢结构原有的刚度与稳定性。与此同时,在加层构造设计中还要充分考虑轻型钢结构加层构造的地震效应,使板块刚度均匀分布在结构之中。

3、门式刚架轻钢结构在建筑设计的应用

3.1单层工业厂房

门式刚架轻钢结构因其重量轻,跨度大,易于组合,是建造单层厂房的优选结构形式,厂房内可设5t以下悬挂吊车或起重量小于20t的中轻级工作制吊车。

3.2单层仓储建筑

采用门式刚架轻型结构外形美观,库内空间大,施工周期短,改建或转型容易。因此,可广泛用于码头仓库,商品仓库及工厂各种库房。

3.3商业建筑

随着城乡经济繁荣,各种商业建筑,如超级市场、贸易中心、农贸市场等都要求建筑物跨度大,视野开阔,门式刚架结构是合理的结构形式之一。

结束语

轻型钢门式钢架结构在建筑结构设计中是普遍存在的,因为这种结构设计具有很强的优势,是其他一些建筑结构设计所无法比拟的。但是这种钢结构设计在目前还不是很成熟,在建筑工程中的应用不是很好。因此,为了更大范围的发挥这种结构设计的优势,确保这种钢结构设计的质量,我们就需要对该种钢结构设计进行分析,克服在轻型钢门式结构设计中存在的问题,掌握其设计技术,使轻型钢门式结构设计得到更大的发展。

参考文献

[1]杨剑凤.浅谈轻型门式刚架结构的设计及应用[J].装饰装修天地,2018.

[2]张永涛.对门式钢架轻型房屋钢结构设计的探讨[J].建筑与装饰,2017.

[3]冯国红.工业建筑门式刚架轻型钢结构设计[J].建筑工程技术与设计,2017.

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