轻钢结构建筑在营房建设中的应用探讨

摘 要：经济及技术的发展，使得我国轻钢结构在建筑设计中广泛应用，建设理论已经步入成熟阶段，一些施工技术已经能够达到世界顶尖水平。国际相关研究人员针对工程具体项目采取针对性建设措施，但是质量方面无法达到预期标准。笔者在武警单位多次负责营房加建、返修等工程。本次实践将对轻钢构为主的营房建设进行探讨。

关键词：轻钢结构 建筑 营房建设 幕墙玻璃 国防

轻钢结构以美观、施工速度快等特点符合造价低等要求，发达国家在建筑设计过程中应用轻钢结构较为广泛。现代轻钢房屋建筑设计起源于二十世纪，在二战期间应用较多，施工速度较快，能够满足营地需求。美国在此期间开发出一种小型且造价低廉的可拆卸轻钢房屋，并为战争做出卓越贡献。经过多年发展轻钢结构在建筑上得以广泛应用。在工业建筑中，我国营地建设采取砖混结构为骨架的结构，这种形式在军备中已经无法与时代匹配，所以需要新型结构将此替代，轻钢结构为性能良好的营地建设结构，设计我国新型军营较为合适。

1轻钢结构在营房建设的重要性

我国现代化发展中，国防是其中的重要组成部分，武警基础建设设施需要摆在首要位置，基础设施建设重点为营房。据实际情况分析，我国武警房屋建设一直处于落后情况。部分设备在空气中暴露。使设备老化速度提升，设备维修便消耗较大成本，所以在营房建设中，改变传统的砖体结构较为重要，这种结构施工时间较长，成本较高，并与国防精神相背离。应用轻钢结构是时代发展的必然趋势，发达国家在此方面已经领先我国，轻钢结构材料、设计、施工技术相对成熟，能取代传统砖体结构建筑，在我国营房建设中具有实际意义。

2我国轻钢结构建筑发展现状

我国经济高速发展，建筑事业发展进入顶峰阶段，轻钢结构在建筑中得以广泛应用，厂房一般应用低层结构，具有完善操作条件。

2.1建筑轻钢结构材料充足

轻钢结构材料主体为H型钢、钢管等，是一种钢结构拼接材料。钢材价格在国际市场影响下价格出现浮动，但是依旧保持在能够接受的范围。我国钢结构材料一般为围护钢板、分烤漆板、非分烤漆板等，在市场中供应量较大。建筑所需的高强螺栓、自转钉保温材料在市场同样足量。

2.2轻钢结构技术成熟

我国具有较多的钢结构设计专家，人力资源丰富，设计队伍处于不断扩大过程，能够满足建筑市场需求。钢结构设计软件较多，在现代化建筑中应用广泛，比如CAD及3D等。钢结构施工技术相对成熟，我国已经颁布相关法令，钢结构建筑企业发展规模不断扩大，培养出多数技术人员，使钢结构施工符合现代化建筑需求。

3轻钢结构营房建设方式

3.1低层型轻钢结构

低层轻钢建筑结构一般在两层以下，以实腹门、门式钢架形式为主，也可利用结构式。这些架构需要依靠墙梁等支撑，保障空间承受能力。门架式结构为我国目前应用率最高的轻钢结构，国内低层金属建筑处于垄断地位。门式钢架能够布置柱底、单跨、多跨、屋面单坡、有夹层等繁琐的结构。一般设计举架为4.5-9m，根据实际需求可做出适当调整，多跨最大程度为100m以上，单体建设平面尺寸在不计温度情况下能够达到300m，宽度能够达到150m，应用温度分区理论可不受温度限制，并能满足灵活设置需求，空间较大。低层轻钢建筑结构中包括主结构、次结构、支撐体系及围护体系，构建三维承力空间，又名系统建筑。上述建设方案在工业厂房、娱乐场所等建设中应用广泛，并能够建设各种临时建筑。

3.2多层轻钢结构

多层轻钢结构建筑为发展空间大的建筑，指10层以下的住宅，高度在24m可建设工业厂房，在20m以下可建设荷载小于8kPa工业厂房。多层轻钢建筑处于研究过程，但是在部分建筑中已经能够应用。多层轻钢建筑利用三维框架体系，需强化钢架结构支撑作用，钢架重量不足，自振周期较长，地震反应不强烈。框架体系一般刚度不足，需设置一定支撑，并结合电梯井，利用抗剪桁架结构、框架抗剪网架墙规则变化，体、框架抗剪钢板剪力墙作为水平支撑。这种结构要求对称平面设置，防止结构出现扭曲或者防止应用内收及外挑结构，防止在建筑中设置抗震缝及沉降缝，结构柱网控制在6-9m。高度在6m以下，采取刚接或者半刚接梁柱设计，梁柱为等截面形式。多层轻钢建筑结构应用焊接及热轧等方式，H型钢为主要应用结构。

3.3支撑体系

门式轻钢结构支撑体系需要多种结构组合，保障支撑力，一般采用对角支撑、隅撑、特殊支撑方式。对角支撑建设屋面、侧墙、端墙支撑结构，能抵挡风力，利用两侧螺纹抗拉圆钢等作为保护。隅撑结构受到平面刚度影响，利用角钢连接主钢架，防止翼缘平面出现不稳问题。特殊支撑则是屋顶及墙面不允许对角时选择的方式，在管撑及门式支撑下能够提供可靠的稳定性。一般多层轻钢建筑营房可采取刚度较弱材料，能够良好抵御地震，防止层间错位，可在墙体中布置钢槽或者钢结构垂直支撑，进行拉杆设计。

3.4维护体系

轻钢结构营房需采取轻质材料，墙梁可选择冷弯薄壁钢槽、卷边钢槽、Z型钢等。若柱网间距较大，可采取热轧或者焊接的钢结构骨架，在跨中设置拉条。墙体可以分为两种，第一种为非自重轻型墙体，若压型彩钢夹与轻型保温隔离墙，压型彩钢夹芯板，玻纤增强水泥外墙板、玻璃幕墙等。第二种为自承重轻型墙体，应用多种轻质材料，比如空心砖、加气混凝土及预应力混凝土板等，在特殊情况下玻璃幕墙也可作为自承重墙体。

结束语

轻钢结构作为发达国家武警营房建设的主要结构形式，具有较多优势，符合武警部队发展需求。我国各个领域已经能够应用轻钢结构建设，部队作为我国重要的国防力量，需应用轻钢结构建设营房，使营房建设进入新的时代，在建设过程中应当根据我国实际情况做出分析，选择优秀的技术人员及设计人员进行设计，防止在设计过程中出现纰漏，并且可以参考国外营房建设，选择新型材料融合应用，最终保障建设质量，满足国防发展需求。

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作者简介：殷文玉（1990—），男 ，汉族，甘肃张掖，本科，武警青海省总队机动第二支队。