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摘要：近年来我国的工业建筑发展十分迅速，其中钢结构工业建筑以其优良的性能引起了人们的普遍关注。本文首先介绍了钢结构工业建筑的特点，然后其发展前景，最后提出在建筑设计中需要注意的问题。
关键词：钢结构，工业建筑，特点，发展前景。
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
一、钢结构工业建筑的特点
钢结构工业建筑起源于上世纪五六十年代，在欧美国家首先应用，到现在已普及开来, 九十年代我国开始引进这项技术，近些年的发展十分迅猛。在此背景下, 国外钢结构生产厂家纷纷在我国设立分公司及制造厂, 这些公司以世界上著名的钢结构公司为龙头, 像巴特勒公司、美国的ABC 公司及美联钢结构公司等, 大部分有较强的技术力量和制造能力。
建筑师应接受新技术、新材料所带来的新的美学价值，推敲立面不仅仅是在建筑的表面“ 穿衣服, 做装修, 搞包装”的堆砌风格和手法, 而是充分体现材料和结构的造型魅力，充分体现时代的特征。而钢结构这种新结构、新材料能够充分反映先进的科学技术和结构的力度美, 故而成为近几年来工业建筑首选的结构型式。钢结构工业建筑不仅有利于加大厂房屋盖的结构跨度( 据研究, 钢结构工业厂房单坡长度可达50m) , 以最大限度的满足生产工艺的灵活性, 又能充分表现建筑结构的力度和创造力。特别值得指出的是，西方发达国家已提出预工程化金属建筑概念, 使得钢结构建筑的设计、加工和安装得以一体化, 这就大大降低了建筑成本( 比传统结构型式低10%~ 20%) , 主要构配件多为工厂制造, 现场拼装, 大大缩短了施工周期, 构件的精度和建筑质量亦有明显提高, 最终使钢结构的综合优势更加明显。另外, 钢结构工业建筑可采用压型钢板做围护结构结合一些相应的构造措施, 充分利用建筑物的特殊造型组合, 引用民用建筑中较流行的一些建筑手法, 如: 色带、玻璃幕墙、带形窗等, 加之压型钢板的涂层色彩亦较多, 板材形状多种多样, 更为业主及建筑师提供了较宽的设计思路, 从而使建筑物不论从单体建筑造型和整体效果, 还是从色彩和材料质地, 都具有浓浓的时代气息和新意。
二、钢结构工业建筑的发展前景
从发达国家钢结构建筑的发展来看, 我国钢结构工业建筑的发展前景是光明的: 一是因为政府已开始高度重视钢结构建筑的发展, 1998 年已把钢结构技术列为重点推广的新技术, 1999 年成立了国家建筑用钢领导小组, 专门研究钢结构在建筑领域的应用问题; 二是我国钢结构建筑的发展相对滞后, 从产量上来讲, 发达国家的建筑用钢量为其钢产量的45%~ 55%, 而我国钢产量连年居世界第一, 而建筑用钢量仅占总产量的20%左右, 如按此比例推算, 则我国有4 000 万t 左右建筑用钢的发展空间。有的学者曾预言, 50年后, 钢结构可能成为我国新建筑的主体结构。从今日之发展状况看, 这一预期有望大幅度提前。
另外, 面对日益严峻的环境问题, 建筑界更是责无旁贷。中国是世界上最大的砖砌体建筑与混凝土建筑大国,砖砌体与混凝土建筑每年毁坏大量的农田( 约10 000ha) 和排放大量的CO2 ( 约3 亿t) , 破坏的矿山和排放的废水则难以统计, 不仅污染了环境, 而且亦使建筑垃圾极难处理( 因砖、混凝土均为不可再循环材料, 一次性使用后果严重) 。而钢结构的發展带来了解决环境问题的突破口。首先, 钢材是一种高强度高效能的材料, 具有很高的再循环价值; 其次, 钢结构抗震性能好, 使用灵活, 施工既不需要耗费大量的木材、钢模板和水, 也不会产生强的噪声和空气污染; 再次, 钢结构的发展能带动一系列轻质高强墙体材料的发展,同时为绿色建材的发展创造了条件。在日趋严峻的环境问题面前, 发展钢结构建筑, 替代砖砌体和混凝土建筑是较为明智的选择。
在竞争日剧激烈的设计市场, 设计中的技术优势是中标的必要条件, 缺少技术表现, 缺少技术含量, 就意味着落后, 落后就意味着落选, 长此以往, 则难以生存, 即使目前没有生存的危机, 也应居安思危。如今, 技艺合一与可持续发展等理念已深入人心, 以钢结构技术为基本手段, 注重材料与技术现场的建筑创作倾向已成为时代的潮流。所以应尽可能开展钢结构建筑设计和业务建设工作。
三、钢结构工业建筑设计中需注意的问题
我国现阶段大力推广钢结构技术, 发展钢结构建筑是大势所趋、环境所迫。而发展钢结构建筑, 关键在于设计。下面提出在些钢结构工业建筑设计工作需要注意的几个问题。
1. 钢结构围护材料( 压型钢板) 有单层压型钢板、双层压型钢板、复合压型钢板等几种, 一般南方地区或其它地区热加工车间常采用单层板, 而寒冷地区或冷加工车间多采用双层压型钢板内衬保温棉( 保温棉的厚度须根据热工计算) , 对于室内有较高清洁要求和美观要求的车间常采用双层复合板。
2. 钢结构屋面坡度与排架结构不同, 一般以当地最大降雨量、板的长短和屋面单坡长度及主体专业对产品质量和精度的要求等几个因素确定, 范围一般在20% ~ 2%之间，对于长板, 宜采用坡度较缓, 而对于短板, 则宜采用较陡的坡度。
3. 一般排架结构工业厂房经济柱距为6m, 而钢结构厂房经济柱距一般为8m 左右, 但应据工艺的设备布置而定。
4. 受屋面构造节点的约束和构件断面的限制, 钢结构厂房应尽量避免出现内天沟。即使迫不得已采用内天沟, 甲方应尽量做好内天沟的清扫及维护工作。
5. 由于钢结构柱多为组合型钢, 故断面较小, 传统工业建筑轨道中心线至定位轴线距离为750mm, 而钢结构工业建筑轨道中心线至定位轴线之距离, 一般较750mm 有出入, 故吊车的轨距应根据具体设计而确定。
6. 关于围护墙体, 由于压型钢板防冲撞能力较弱, 一般外墙窗台下或内墙1. 2m 以下, 墙体材料一般为普通粘土砖或空心砖, 厚度为240( 190mm) 或370mm。
7. 采光问题: 当侧窗采光达不到设计要求时, 可考虑屋顶采光, 如采光板, 采光带等, 但应注意采光带与屋面板的搭接处的防漏水处理。
8. 通风问题: 当通风换气次数不能满足设计要求时, 可采用机械通风气帽或采用屋脊通风气楼, 以解决通风问题。因我国钢结构建筑起步较晚, 尚无标准定型天窗的做法, 需视工程具体情况做非标准天窗的设计及制造。
9. 由于钢结构虽耐高温, 但不耐火。故钢结构构件应根据其建筑物的类别、耐火等级, 采取相应的保护措施, 以满足规范对钢构件的防火要求。
四、结语
如今我国建筑业面对一个更加开放的市场。目前, 已初露端倪, 国际上强大的建筑事务所正在占领中国的设计市场, 我们国家或地方的重大项目大多旁落外人之手。现代工业也已从早期以加工业为主, 转型为电子信息工业、化学、生物、金属机械工业为主的高科技产业; 即从劳动力密集型转型提升为技术、资讯密集型。现代工业建筑设计需要适应并满足生产产品的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染等要求。如果细心观摩中外方案, 则不难发现, 国外精湛的钢结构技艺正是他们获胜的原因之一。可喜的是, 近几年国内一些大的建筑设计院设计的钢结构建筑有明显增多的趋势, 设计质量亦有显著提高,正由“粗放型阶段”向“集约型阶段”转化。朝精心设计、合理选材、精细加工的方向努力, 无疑会使我国钢结构工业建筑上一个新台阶, 也无疑会增强设计单位的竞争能力。建筑师在发挥地区性的文化特点, 将钢结构工业建筑的特点、功能与地域、民族、文化、企业相结合, 充分发掘并塑造独特的企业形象、丰富企业文化的内涵、追求工业建筑与环境的整体协调, 创造我们这个时代的工业建筑新形象, 正在进行不懈的探索和努力。
参考文献：
[1] 马树新, 曹涵菜. 关于广泛开展钢结构建筑设计的建议[ J] . 建筑学报, 2000, ( 10) .
[2] 许礼. 浅谈钢结构[ J] . 山西建筑, 2008, 34( 2)
关键词：钢结构，工业建筑，特点，发展前景。
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
一、钢结构工业建筑的特点
钢结构工业建筑起源于上世纪五六十年代，在欧美国家首先应用，到现在已普及开来, 九十年代我国开始引进这项技术，近些年的发展十分迅猛。在此背景下, 国外钢结构生产厂家纷纷在我国设立分公司及制造厂, 这些公司以世界上著名的钢结构公司为龙头, 像巴特勒公司、美国的ABC 公司及美联钢结构公司等, 大部分有较强的技术力量和制造能力。
建筑师应接受新技术、新材料所带来的新的美学价值，推敲立面不仅仅是在建筑的表面“ 穿衣服, 做装修, 搞包装”的堆砌风格和手法, 而是充分体现材料和结构的造型魅力，充分体现时代的特征。而钢结构这种新结构、新材料能够充分反映先进的科学技术和结构的力度美, 故而成为近几年来工业建筑首选的结构型式。钢结构工业建筑不仅有利于加大厂房屋盖的结构跨度( 据研究, 钢结构工业厂房单坡长度可达50m) , 以最大限度的满足生产工艺的灵活性, 又能充分表现建筑结构的力度和创造力。特别值得指出的是，西方发达国家已提出预工程化金属建筑概念, 使得钢结构建筑的设计、加工和安装得以一体化, 这就大大降低了建筑成本( 比传统结构型式低10%~ 20%) , 主要构配件多为工厂制造, 现场拼装, 大大缩短了施工周期, 构件的精度和建筑质量亦有明显提高, 最终使钢结构的综合优势更加明显。另外, 钢结构工业建筑可采用压型钢板做围护结构结合一些相应的构造措施, 充分利用建筑物的特殊造型组合, 引用民用建筑中较流行的一些建筑手法, 如: 色带、玻璃幕墙、带形窗等, 加之压型钢板的涂层色彩亦较多, 板材形状多种多样, 更为业主及建筑师提供了较宽的设计思路, 从而使建筑物不论从单体建筑造型和整体效果, 还是从色彩和材料质地, 都具有浓浓的时代气息和新意。
二、钢结构工业建筑的发展前景
从发达国家钢结构建筑的发展来看, 我国钢结构工业建筑的发展前景是光明的: 一是因为政府已开始高度重视钢结构建筑的发展, 1998 年已把钢结构技术列为重点推广的新技术, 1999 年成立了国家建筑用钢领导小组, 专门研究钢结构在建筑领域的应用问题; 二是我国钢结构建筑的发展相对滞后, 从产量上来讲, 发达国家的建筑用钢量为其钢产量的45%~ 55%, 而我国钢产量连年居世界第一, 而建筑用钢量仅占总产量的20%左右, 如按此比例推算, 则我国有4 000 万t 左右建筑用钢的发展空间。有的学者曾预言, 50年后, 钢结构可能成为我国新建筑的主体结构。从今日之发展状况看, 这一预期有望大幅度提前。
另外, 面对日益严峻的环境问题, 建筑界更是责无旁贷。中国是世界上最大的砖砌体建筑与混凝土建筑大国,砖砌体与混凝土建筑每年毁坏大量的农田( 约10 000ha) 和排放大量的CO2 ( 约3 亿t) , 破坏的矿山和排放的废水则难以统计, 不仅污染了环境, 而且亦使建筑垃圾极难处理( 因砖、混凝土均为不可再循环材料, 一次性使用后果严重) 。而钢结构的發展带来了解决环境问题的突破口。首先, 钢材是一种高强度高效能的材料, 具有很高的再循环价值; 其次, 钢结构抗震性能好, 使用灵活, 施工既不需要耗费大量的木材、钢模板和水, 也不会产生强的噪声和空气污染; 再次, 钢结构的发展能带动一系列轻质高强墙体材料的发展,同时为绿色建材的发展创造了条件。在日趋严峻的环境问题面前, 发展钢结构建筑, 替代砖砌体和混凝土建筑是较为明智的选择。
在竞争日剧激烈的设计市场, 设计中的技术优势是中标的必要条件, 缺少技术表现, 缺少技术含量, 就意味着落后, 落后就意味着落选, 长此以往, 则难以生存, 即使目前没有生存的危机, 也应居安思危。如今, 技艺合一与可持续发展等理念已深入人心, 以钢结构技术为基本手段, 注重材料与技术现场的建筑创作倾向已成为时代的潮流。所以应尽可能开展钢结构建筑设计和业务建设工作。
三、钢结构工业建筑设计中需注意的问题
我国现阶段大力推广钢结构技术, 发展钢结构建筑是大势所趋、环境所迫。而发展钢结构建筑, 关键在于设计。下面提出在些钢结构工业建筑设计工作需要注意的几个问题。
1. 钢结构围护材料( 压型钢板) 有单层压型钢板、双层压型钢板、复合压型钢板等几种, 一般南方地区或其它地区热加工车间常采用单层板, 而寒冷地区或冷加工车间多采用双层压型钢板内衬保温棉( 保温棉的厚度须根据热工计算) , 对于室内有较高清洁要求和美观要求的车间常采用双层复合板。
2. 钢结构屋面坡度与排架结构不同, 一般以当地最大降雨量、板的长短和屋面单坡长度及主体专业对产品质量和精度的要求等几个因素确定, 范围一般在20% ~ 2%之间，对于长板, 宜采用坡度较缓, 而对于短板, 则宜采用较陡的坡度。
3. 一般排架结构工业厂房经济柱距为6m, 而钢结构厂房经济柱距一般为8m 左右, 但应据工艺的设备布置而定。
4. 受屋面构造节点的约束和构件断面的限制, 钢结构厂房应尽量避免出现内天沟。即使迫不得已采用内天沟, 甲方应尽量做好内天沟的清扫及维护工作。
5. 由于钢结构柱多为组合型钢, 故断面较小, 传统工业建筑轨道中心线至定位轴线距离为750mm, 而钢结构工业建筑轨道中心线至定位轴线之距离, 一般较750mm 有出入, 故吊车的轨距应根据具体设计而确定。
6. 关于围护墙体, 由于压型钢板防冲撞能力较弱, 一般外墙窗台下或内墙1. 2m 以下, 墙体材料一般为普通粘土砖或空心砖, 厚度为240( 190mm) 或370mm。
7. 采光问题: 当侧窗采光达不到设计要求时, 可考虑屋顶采光, 如采光板, 采光带等, 但应注意采光带与屋面板的搭接处的防漏水处理。
8. 通风问题: 当通风换气次数不能满足设计要求时, 可采用机械通风气帽或采用屋脊通风气楼, 以解决通风问题。因我国钢结构建筑起步较晚, 尚无标准定型天窗的做法, 需视工程具体情况做非标准天窗的设计及制造。
9. 由于钢结构虽耐高温, 但不耐火。故钢结构构件应根据其建筑物的类别、耐火等级, 采取相应的保护措施, 以满足规范对钢构件的防火要求。
四、结语
如今我国建筑业面对一个更加开放的市场。目前, 已初露端倪, 国际上强大的建筑事务所正在占领中国的设计市场, 我们国家或地方的重大项目大多旁落外人之手。现代工业也已从早期以加工业为主, 转型为电子信息工业、化学、生物、金属机械工业为主的高科技产业; 即从劳动力密集型转型提升为技术、资讯密集型。现代工业建筑设计需要适应并满足生产产品的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染等要求。如果细心观摩中外方案, 则不难发现, 国外精湛的钢结构技艺正是他们获胜的原因之一。可喜的是, 近几年国内一些大的建筑设计院设计的钢结构建筑有明显增多的趋势, 设计质量亦有显著提高,正由“粗放型阶段”向“集约型阶段”转化。朝精心设计、合理选材、精细加工的方向努力, 无疑会使我国钢结构工业建筑上一个新台阶, 也无疑会增强设计单位的竞争能力。建筑师在发挥地区性的文化特点, 将钢结构工业建筑的特点、功能与地域、民族、文化、企业相结合, 充分发掘并塑造独特的企业形象、丰富企业文化的内涵、追求工业建筑与环境的整体协调, 创造我们这个时代的工业建筑新形象, 正在进行不懈的探索和努力。
参考文献：
[1] 马树新, 曹涵菜. 关于广泛开展钢结构建筑设计的建议[ J] . 建筑学报, 2000, ( 10) .
[2] 许礼. 浅谈钢结构[ J] . 山西建筑, 2008, 34( 2)