钢结构厂房在工业建筑中的应用

时间：2021-02-06 16:51:24 建筑毕业论文我要投稿

钢结构厂房在工业建筑中的应用

　　钢结构厂房在工业建筑中的应用【1】

　　摘要：钢结构建筑在近几十年得到了很大的发展，尤其近年来发展更加迅速，主要体现在钢结构建筑在工业厂房中的应用越来越普遍，本文系统给出钢结构厂房的特点和主要部分，最后给出在工业建筑中的应用。

　　关键词：钢结构;厂房;工业建筑

　　0引言

　　钢结构厂房是指采用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的国际流行的门式钢架轻钢结构体系形式。

　　门式刚架钢结构厂房在国内技术成熟，用户普遍接受，成为目前国内发展速度最快的一种钢结构形式。

　　门式钢架钢结构厂房可以做成大跨度，大空间，便于内部灵活布置和使用。

　　(钢结构厂房采用门式钢架体系其单跨度甚至可达到80米。

　　多跨可达到180米甚至跨度更大。

　　)钢结构厂房主要是用在不承受大载荷的承重建筑。

　　采用轻型H型钢(焊接或轧制;变截面或等截面)做成门形钢架支承，C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条和墙梁，压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构，采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料组装起来的门式钢架钢结构体系。

　　钢结构厂房在全球范围内，特别是在发达国家和地区钢结构建筑工程领域中得到更合理、广泛的应用，钢结构厂房可广泛应用于工业厂房。

　　一种新型的建筑体系有可通房地产业、建筑业、冶金业之间的行业界线，集合成为一个新的产业体系，这就是业内人士普遍看好的钢结构建筑体系。

　　钢结构建筑的优点主要有：大大节约施工时间，施工不受季节影响;增大住宅空间使用面积;减少建筑垃圾和环境污染，建筑材料可重复利用;拉动其他新型建材行业的发展;抗震性能好;使用中易于改造、灵活方便;给人带来舒适感等等。

　　由于土地资源不可再生，建设部已下令禁止使用传统的粘土砖，同时，我国的钢产量已达1.7亿吨，严重供过于求的状况已迫使钢铁企业另辟蹊径，引进国外已经成熟的钢结构住宅建筑体系，同时为建筑业和钢铁业找到了新的出路，因此，钢厂和建材企业走在了钢结构住宅的前列。

　　近几年，钢结构建筑相比于砖混结构建筑在环保、节能、高效、工厂化生产等方面具有明显优势。

　　深圳高 325米的地王大厦、上海浦东高421米的金茂大厦、北京的京广中心等大型建筑都采用了钢结构，北京、上海、山东等省市已开始进行钢结构住宅试点，其中，北京金宸公寓已被列为建设部住宅钢结构体系示范工程。

　　高层钢结构建筑屡见不鲜人们预料21世纪是金属结构的世纪，钢结构将成为新建筑时代的脊梁。

　　人类自 17世纪70年代开始使用生铁，19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，钢结构发展的历史要比钢筋混凝土结构发展的历史悠久，它的生命力也是越来越强。

　　在美国，低层建筑如两层楼以下的非居住型建筑市场已有70%以上是建筑金属制品。

　　全世界至今已完成的101幢超高层建筑中，钢筋混凝土结构16幢，纯钢结构 59幢，不同形式的钢砼混合结构27幢;可以看出钢结构的发展必将促使建筑业、冶金工业、机械工业、汽车工业、农业、石油工业、商业、交通运输业得到迅速发展。

　　1 钢结构厂房的特点

　　钢结构厂房自重轻，钢结构自重仅是砖混结构的五分之一。

　　钢结构厂房强度大，跨度大，空间大。

　　钢结构厂房的抗震性好、抗冲击性好。

　　钢结构厂房整体刚性好、变形能力强。

　　钢结构厂房防火性高，防腐蚀性高，密封性高。

　　钢结构厂房投资低，钢结构厂房拆迁方便，可多次回收利用，环保性好，结构寿命使用长。

　　钢结构厂房制造的工业化程度较高，可以快速标准流水线安装。

　　钢结构占用面积小，使用面积大，比传统混凝土结构建筑增加使用面积4%-8%，间接的增加了经济效益。

　　钢结构厂房在使用过程当中易于改造，如加固，接高，隔断等内部分割，调整比较容易，灵活方便。

　　随着近年来钢结构的迅速发展，和普通钢筋混凝土厂房相比，强度高,重量轻,钢材的密度与强度之比较小，钢结构与钢筋混凝土结构相比要轻30 %～50%。

　　层高与柱网尺寸大，可提高建筑实用面积3%～5%。

　　施工周期短，与传统的钢筋混凝土厂房相比，多层钢厂房的设计，生产，施工趋于一体化，加之现场无焊接，无湿作业，这些都有利于缩短周期，加快资金流通。

　　据研究，多层钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，其节能指标可达50%。

　　2钢结构厂房主要结构

　　1、基础预埋件，(能稳定钢结构厂房结构)

　　2、柱子，采用H型钢，工字钢，圆管或者C型钢(两根C型钢对接)

　　3、梁，采用C型钢和H型钢。

　　4、檩条，通常采用C型钢，槽钢。

　　5、墙屋面采用彩钢压型板，一种是彩钢单片瓦(彩钢瓦)。

　　一种是彩钢夹心复合板。

　　两层瓦中间搁着泡沫，岩棉，玻璃丝棉，聚氨酯等起到防火阻燃，密封，隔音的效果。

　　3工业建筑的应用

　　1、大型设备的布置

　　工业建筑的第一个特点就是大型设备的布置，厂房内大型设备的布置对确定柱网起着决定性的作用,同时也限制了支承梁的翼缘宽度。

　　由于大型设备荷载大,重心高,而支撑点接近设备的底部,位于二层楼面,地震时会产生很大的倾覆力矩,对支承梁的`受力非常不利。

　　因此需要在设备的外围设四根柱子,让四根柱子的中心线与设备的中心线重合,并尽量使支承梁与柱子直接连接成框架梁。

　　这样布置传力直接,对于承受竖向荷载也非常有利。

　　为了支承梁能有效地抵抗扭矩,应将设备的固定螺栓布置在梁腹板外侧,这就要求支承梁的翼缘宽度不能太大,否则无法保证预留洞的尺寸。

　　另外,在输入设备的荷载时,应该考虑由于地震产生的倾覆力矩而增加的荷载。

　　这部分荷载是计算机程序无法考虑的,需要人工加以干预。

　　其他中小型设备也影响着结构布置,必须全面加以考虑。

　　总之,在设计初期应该同工艺设备专业密切配合把柱网确定好。

　　必要时请工艺专业适当调整设备的位置,以满足结构布置的需要。

　　2、新型轻质屋面材料的不断开发和应用

　　彩色压型钢板，压芯复合板，阳光板及BAP彩色镀锌铝钢板(其总量只有普通混凝土结构的1/10～1/20)等的出现，为减轻屋面荷载提供了物质基础。

　　在屋盖系统的设计中，充分利用这些材料“轻质高强”的特点，采用钢网架，轻钢结构等新技术，减轻了屋盖系统的自重，同时也大大减轻了柱网的荷载。

　　如莱钢中小型轧钢车间，屋面采用彩色压型钢板，屋盖系统采用螺栓球节点网架结构，檩条为冷弯薄壁C型截面。

　　该设计具有重量轻，工程造价低，施工进度快，不占现场施工场地，整体刚度及抗震性能好等优点。

　　且屋面系统用钢量仅为31 kg/m2.而普通轻盖屋架系统用钢量为53 kg/ m2该屋面系统与普通轻钢屋架相比节约钢材40%，可直接节约投资8%，更重要的是缩短工期1/3-1/2，具有巨大的潜在经济效益。

　　再如包钢轨梁车间管坯仓库及钢轨缓冷工段，屋盖系统采用冷弯薄壁型钢，其中屋架、天窗架、挡风架、等采用方钢截面，檩条采用冷弯薄壁Z型截面，上铺0.75mm厚的镀锌瓦楞铁，支撑采用冷弯薄壁角钢，具有结构轻，刚度好，节约钢材并能充分发挥材料强度等优点，与普通钢屋架相比节约钢材约35%。

　　3工业建筑成本需求

　　厂房钢结构设计的轻型化，除了在结构理论计算上从平面体系发展到空间体系进行分析，挖掘结构的承载潜力外，同时还应考虑加工制作的装备技术能力的现状。

　　从结构方案的角度来说，柱网布置，轴线布置对门式刚架轻型钢结构的设计用钢量是密切相关的。

　　梁柱截面的形式和选型，墙面和屋面的结构形式都对钢结构向轻型化发展有着重要的意义。

　　从新技术的发展来说，结构体系由平面向空间发展。

　　钢网架结构是双向连续梁超静定的空间几何不变体系，具有较强的跨越能力，可以适应厂房结构跨度和柱网布置的不同要求;结构形式的多样化可以适应工业对空间体系的要求。

　　在工程实践中，这种以符合现代化单层工业厂房的多方面要求和以节约结构用钢体现最佳经济效益为目前发展趋势，又将促进结构体系的发展。

　　4结论和展望

　　当前，钢结构具有很好的发展势头，它以自身的优越性，正在工业建筑中得到越来越广泛的应用，实用、节能、工业化程度高等将会是很重要的建筑指标，意味着钢结构普遍应用将成为多层钢结构厂房的设计趋势。

　　参考文献

　　[1] 陈禄如.中国钢结构的发展和问题.钢结构2006(1)

　　[2] 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)[S] 中国建筑工业出版社 2012.1

　　[3]路克宽.钢结构工程便携手册[M].北京机械工业出版社,2009.

　　[4]张晨.钢结构设计的简单步骤和设计思路[J].山西建筑,2005.

　　[5]王景文.钢结构工程施工与质量验收实用手册[M].中国建材工业出版社,2008.

　　钢结构彩钢板在工业建筑中的应用【2】

　　[摘要]随着科学技术的进步，建筑行业的飞速发展，传统的建筑结构材料已经无法满足工业建筑发展需求，越来越多新型的材料被研发出来并应用于建筑工程中，钢结构彩钢板建筑应运而生。

　　钢结构具有构结性能好、施工便捷等优点，在工业建筑中得以广泛应用。

　　[关键词]工业建筑;钢结构;彩钢板;应用

　　钢结构在工业建筑中所体现出的优秀特性，使得钢结构得以广泛应用。

　　但是由于这样或那样因素影响，使得钢结构彩钢板在工业建筑应用中存在不少问题，从而对工业建筑质量产生了严重的影响，因此，为了确保工业建筑质量，我们必须加强钢结构彩钢板在工业建筑中的应用。

　　1.钢结构、彩钢板特点介绍

　　1.1 钢结构特点介绍

　　建筑行业的飞速发展，传统的建筑结构已经无法满足工业建筑发展需求，新型的建筑结构不断应运而生，钢结构建筑就是其中之一。

　　钢结构具有诸多优点，主要包括材料强度高、性能优良、制造简便、施工速度快、材质轻盈等等优点，但是也存在抗高温性差、抗腐蚀性差等缺点。

　　综合钢结构的优、缺点来看，钢结构非常适用于跨度大、结构层多的建筑工程中。

　　钢结构材料属于成材，加工简便，且能够使用机械操作，这有效提高了施工效率。

　　钢结构是有多个构件拼装组成，所以，在加工钢结构构件，为了确保构件的精确度，应选择专业化的金属结构厂。

　　为了去也不拼装构件的牢固性，所采用的螺栓应选用高强度螺栓。

　　钢结构拼装通常是现在地面完成，拼装完成后再利用吊装机吊装到指定的位置，这样能够加快施工进度。

　　此外。

　　用螺栓连接的钢结构再拆迁方面也较为容易。

　　1.2 彩钢板特点介绍

　　彩钢板又称为彩色涂层钢板，其经过辊压冷弯成型后用于建筑围护的板材。

　　彩钢板的板厚通常为0.5到1.0毫米之间，板宽为12米左右，其长度应根据用户需要确定。

　　彩钢夹芯板主要是指将彩色涂层钢板的面板和底板与保温芯材相粘结剂，从而组成保温复合围护板材。

　　彩钢夹芯板的芯材主要分为以下三种，分别是岩棉夹芯板、硬质聚氨酯夹芯板和聚苯乙烯夹芯板。

　　彩钢夹芯板主要是由两层金属薄板和保温芯材共同组成，其中金属薄板分别位于保温芯材的上下层。

　　彩钢板的面板主要采用彩色喷涂钢板或彩色喷涂镀锌钢板等金属板材，保温芯材主要采用岩棉、硬质泡沫塑料等具有一定刚度的保温材料，而彩钢板面板与芯材用合适的粘结剂进行粘合，例如聚氨酯粘结剂、酚醛树脂粘合剂等。

　　彩钢夹芯板的厚度通常在50到250毫米之间，其中建筑用彩钢夹芯板厚度为50到100毫米之间，板宽通常为12米左右，板长应根据具体需要来确定[1]。

　　2.钢结构彩钢板在工业建筑中的应用探析

　　2.1 钢结构彩钢板在厂房中的应用

　　随着建筑行业的飞速发展，工业建筑作为建筑行业中的重要组成部分，也得到了快速的发展。

　　由于钢结构所具有的优点和特点，非常适用于工业建筑中的厂房建筑。

　　企业的不断发展，使得厂房规模也在不断扩大，同时人们生活水平与质量的提高，加上工厂管理越来越人性化，这就对企业的厂房建筑提出了更高的要求，不仅应满足人员办公条件，还应具有良好的休息环境。

　　基于这样的情况，传统的老式的厂房结构显然已经不再适用，传统的厂房结构随着企业规模的扩大，人员的增多，相应的人员工作场地面积也就越来越少，空间也越来越紧张，若是管理不当就极易出现问题，甚至引发骚乱。

　　采用钢结构彩钢板形式的厂房，具有占地面积小、空间大、构结性能好、施工便捷等优点，能够很好的满足新形势下企业厂房建筑的需求。

　　相较于传统的砖混结构厂房，钢结构彩钢板厂房的墙体厚度只有其五分之一左右的厚度，仅从这一点上就能够看出采用钢结构彩钢板厂房的优势。

　　如果厂房为二层形式，传统的砖混结构厂房一层和二层是封堵死的，仅通过楼梯连接，空间上就显得比较狭窄，而采用钢结构彩钢板的厂房，将一、二层空间连接连接为一层空间，且结构布置灵活简洁，光照条件极好，只需安装塑钢门、窗等设施就能充分满足厂房中的使用功能。

　　采用钢结构彩钢板厂房的外墙不需要装饰就能显得比较好看，而传统的砖混结构厂房如果外墙不装修则显得极为落后、老土，甚至对企业形象造成严重的影响。

　　总之，采用钢结构彩钢板的厂房，施工周期短、安装和拆卸便捷，还起到了省钱又环保的作用，可谓一举多得[2]。

　　2.2 钢结构彩钢板在库房、办公楼中的应用

　　通常库房、办公楼等均是属于大跨度、大空间结构形式，而采用钢结构彩钢板则很好的吻合了这一特点。

　　尤其是一些对隔声、洁净等要求较高的工业建筑，钢结构彩钢板也都非常适用。

　　钢结构彩钢板具有占地面积小、空间大、重量轻、力学性好、外观美观等诸多特点，在库房中采用钢结构彩钢板，大大提高了库房的空间利用率，增大了库房容量，有效解决了由于库房容量小而分批存放或另外找地方存放的问题，为企业节省资金。

　　在办公楼中采用钢结构彩钢板，与上述厂房类似，只需根据使用需要进行合理规划，在钢结构下的大空间中安装塑钢门、窗即可，这样就能形成一排漂亮的隔断，将不同功能区域分开。

　　2.3 钢结构彩钢板在门框的应用

　　将钢结构彩钢板应用在隔断、高宽较大的门框也能起到很好的效果。

　　不仅具有隔断空间的作用，还具有阻断冷风的作用。

　　相较于传统的钢木结构大门，若是大门高宽均超过6米，钢木门结构就极为笨重，一旦门轴承重超出负荷，就容易产生变形。

　　且钢木结构的大门在开门、关门方面也十分不方便，在保温性能和外观方面也都差强人意。

　　而采用钢结构彩钢板的大门，不论是高宽在6米以下或是以上，都能够很好的满足要求。

　　且钢结构彩钢板的大门还能根据需要做成不同品种的门，例如电动推拉门、平开门、平开门等，使用极为方便。

　　相较于传统的钢木结构门，钢结构彩钢板的门重量轻、安装方便，这就有效节省了成本费用。

　　此外，钢结构彩钢板具有安装、拆卸方便的特点，一旦业主有需要进行设计变更，钢结构彩钢板拆卸极为方便，大大节省了拆卸时间、劳动力以及成本[3]。

　　3.结语

　　综上所述，本文对钢结构彩钢板在工业建筑中的应用进行了分析与探讨，具有非常重要的意义，不仅有助于提升建筑企业的整体管理应用水平，更有助于促进我国工业建筑的可持续发展。

　　参考文献

　　[1] 王玉英.浅谈钢结构彩钢板在工业建筑中的应用[J].低温建筑技术，2011，02：71-72.

　　[2] 刘彬花，徐菊芬.钢结构和压型钢板在工业车间改造中的应用[J].山西建筑，2009，22：79-81.

　　[3] 王东云.钢结构在工业建筑的应用与发展探析[J].科技创业家，2013，02：81.

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