引言

随着现代社会对轻型钢的需求不断增加，轻型钢结构的设计理念也日趋成熟，轻型钢结构在工业建筑设计中起着举足轻重的作用，充分体现了其经济、美观、实用等优点。设计人员在工业建筑设计时，在严格遵守相关法律、法规和行业设计标注时，还应与时俱进，才能使其结构合理、经济、环保，更符合经济发展的需要。在进行轻型钢结构设计时，设计人员必须严格遵守相关规范和设计规则来进行设计。

1 轻型钢结构在工业建筑中的应用优势

与传统钢结构相比，轻型钢结构在工业建筑实际的应用中越来越广泛，轻型钢结构在标准化、工业化、可重复利用等方面都有较大的优势。随着国家标准设计图集《压型金属板建筑构造》17J925-1和规范《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB 51022-2015 的推出，使设计人员在设计工业建筑中应用轻型钢结构有了依据和标准，使其设计更合理、设计质量更有保障。

轻型钢结构自重轻，在工业建筑设计时，可以根据其受力情况，合理、有效地利用，来增大工业建筑实体空间，大大增加建筑的实用性，使其满足工业生产的大空间需要。

轻型钢结构工业化程度较高。通过轻型钢结构焊接构成的轻型钢结构工业建筑，材料单一，结构简单，其各个构件可以在工厂完成放样、下料、制作和检测等标准化加工和生产，同时采用组合式的构件模式，使得设计、生产加工、运输等变得更简单快捷。除此之外，施工简单、性价比、时效性和可重复利用性等方面均有较高的优势，能够简化和方便工业建筑的设计与建造，提高工业建筑的使用价值，轻型钢结构不但可以减少建造成本，还可以很好地改善其实际经济效益。因此，无论是哪个方面，轻型钢结构建筑都是工业建筑方面最好的选择。

2 钢结构的设计要素分析

2.1 钢结构的实用性

为了满足某些工艺生产的需求，工业厂房类建筑基本为门式刚架轻型房屋钢结构，屋顶基本为轻钢坡屋面，这种结构体系有着较强的抵抗水平荷载和抗震的能力，适用于8度及以上抗震烈度地区；这种结构强度高、质量轻、防变形能力  强，以及整体性好等，使其具有较强的抗风性能，能够有效地保护生命财产安全； 门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件等均采用Q235B或Q345A及以上等级的钢材，并且用于围护系统的屋面及墙面板材应采连续热镀铝锌合金镀层钢板，能够有效地防止建筑在使用过程锈蚀等影响，增加建筑的使用寿命，使其结构寿命可达100年之久；由于钢结构为绿色建材，可全部回收利用，很复合当下的可持续发展要求，满足能源的可再生利用和绿色建筑的设计理念。 

2.2 钢结构的隔热设计

轻型钢结构保温隔热材料以岩棉板和玻璃丝岩棉为主，具有很好的保温隔热效果。

而工业建筑由于其工作环境的特殊性，对温度的要求也是非常高的，通常情况下，温度都是要保持在比较稳定的范围内。因此在设计轻型钢结构时，一定要注意隔热的问题。主要是对屋面、外墙和门窗进行不断的优化。在各种不同的方面，如保温、隔热等，均可采用轻型钢材进行设计。在建筑的外墙设计时，通常采用的是高性能的隔热材料。用新型材料将轻型钢结构加固，可以很好的满足工业建筑的各个方面的要求。

2.3 钢结构的安全性

目前，钢结构广泛应用于各类工业建设项目中，主要由于钢结构的自重小、强度高、抗震能力好，大大降低建筑整体的重量同时还可以砖墙整体的稳定性；钢结构施工和安装拆卸方便，增加材料的重复利用和减少对环境的破坏。但由于钢结构的耐火性能和耐腐蚀性能差，在设计和使用过程中应充分考虑建筑的防火和防腐蚀等设计，确保和延长建筑的使用寿命。

3 轻型钢结构的工业建筑设计研究

3.1 结构选型与空间设计

3.1.1 结构选型

在设计过程中，由于生产工艺的需要，许多工业建筑的使用要求都是不一样的，因此在设计轻型结构的过程中，所用到的结构类型也是多种多样的。最常见的就是结构类型为门式刚架和网架结构。在结构上，以连续梁、钢架、角柱等为重点。在进行连接部位时，大部分采用焊接形式进行规范。门式钢架采用的是轻型钢，根据设计方案的不同，可以选择固定，也可以选择平装。因生产工艺变化，这些钢结构建筑建设材料可以拆除并重复利用。

3.1.2 空间设计

工业建筑空间设计有竖向错列和横向错列两种。竖向错列是指在钢结构受力体系中，在工业建筑的空间中错列布置，组成结构拼接，构成建筑形体；横向错列是指建筑箱体结构通过水平搭接而成，形成的空间如同积木组合成的空间，建筑空间可实现无限延伸，各个空间相通，形成大的空间。

3.2 立面设计

在轻型钢结构工业建筑的设计过程中，可用到的元素都是非常多的，但大多数工业建筑体系及空间较大，外墙材料应具备高强、轻质、耐久、保温、隔声、隔热、抗震、防水等性能，同时还要能够进行工业化生产，构造简单以及施工操作便捷。目前常用的墙体材料包括彩色压型钢板、彩钢夹芯板，其中彩色压型钢板需要现场复合，为了深化其保温隔热效果，需要填充离心玻璃棉与岩棉板等材料；彩钢夹芯板本身的节能环保性能良好，是最为常用的板材。

    压型彩钢板有横板和竖板，压型形状及颜色较丰富，基本能够实现各种生产需求，使得建筑立面较丰富多彩。

3.3 屋面设计

3.3.1 屋面建筑材料

轻型钢结构工业建筑空间一般较大，因此屋面材料应具备高强、轻质、耐久、保温、隔声、隔热、抗震、防水等性能，同时还要能够进行工业化生产，构造简单以及施工操作便捷。屋面钢结构主要承受屋面荷载，降低了屋面板受力条件。目前常用的屋面材料包括彩色压型钢板、彩钢夹芯板，其中彩色压型钢板需要现场复合，为了深化其保温隔热效果，需要填充离心玻璃棉与岩棉板等材料；彩钢夹芯板本身的节能环保性能良好，是最为常用的板材。

3.3.2 屋顶排水设计

工业建筑中轻型钢的屋顶结构约占到25%，为了保证屋顶的排水效果，压型钢板屋面一般采用波高不小于50mm的板型，屋面排水坡度根据不同的使用环境，最小坡度不小于5%；有粉尘环境中不小于10%。屋面波高小于30mm时，屋面坡度不小于45%；全焊接屋面坡度不小于2%。

轻型钢结构工业建筑高度一般较高，屋面排水均采用有组织排水，排水一般采用外檐沟和内天沟两种排水形式，并设置排水和溢水设施。

结束语

随着我国近年来的建设水平不断提高，新型的建筑材料应用于各个刚也，工业建筑建设中应用大样的轻型钢结构来实现和满足工业建筑空间的开阔，利用轻型钢结构强度高、质量轻、防变形能力强整体性好，以及安装拆卸方便等因素，能够充分体现其经济、美观、实用等优点。设计人员在工业建筑设计工程中，严格遵守现行国家法律、法规、行业设计标注及当地相关规定外，还要与时俱进，充分体现轻型钢结构工业建筑的多变性，灵活设计，提高轻型钢结构工业建筑设计质量，建设出高品质的工业建筑。

参考文献

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[2] 周珩. 轻型钢结构工业建筑设计研究[J]. 科学技术创新,2020(22):116-117.

[3] 毛哲昕. 轻型钢结构工业建筑设计研究[J]. 丝路视野,2018(13):104.