轻钢结构养殖场设计方案及经济性研究

轻钢结构养殖场设计方案及经济性研究

王英龙 上海正诚机电制造有限公司 310000

摘要：本文就轻钢结构养殖场提供相应的设计方案，并对其经济性进行研究，促进轻钢结构在养殖场中的应用，实现养殖场经济效益的提高。

关键字：轻钢结构；门式钢架；养殖场；经济效益

一、轻钢结构的优势

我们所谓的轻钢结构实际上就是门式刚架体系，因为这种建筑结构建造周期短，制作方便，材料方便运输，用量省等特点，已经在很多建筑行业得到了很好的利用。而且它适用于很多建筑场景，结构规整划一，更是受人追捧，具有一定的市场竞争力。另外，由于时代的发展，有一些建筑只做短期使用，所以需要速成，达到一定的工作效率，而钢筋混凝土则笨重，运输成本高，所以在这些项目中轻钢结构很好的取代了传统的建筑模式。

传统的轻工制作方式一般都是通过人工或者机器的方式将各个钢架进行拼接，组装，但是这样的工作效率是不高的，但是随着时代的进步，和轻钢工业的发展，国内出现了很多自动生产轻钢结构的工业流水线，他们按照固定的轻钢结构进行生产制作，批量完成，大大缩减了人工成本和制作时间，让原本的轻钢结构更加的高效，而且因为全自动设定，轻钢结构的制作精确度也提高了，这让建设技术难度大幅度降低。而在技术日渐精湛的前提下，在国内，实腹式单跨刚架的跨度最大可达83m，而国际上的最大跨度则可达150m，突破了传统轻钢结构的技术难度，实腹式单跨刚架跨度的提升让轻钢结构的优势更加明显^[1]。

而对于养殖业来说，占地面积跨度大，空间需求大，采用传统的砖混结构进行建造难免提高了造价成本，浪费资源，而且在时间和经济上也是一种浪费，从根本上阻碍了我国养殖业的发展。同时，养殖业建筑又有着结构单一，工程简单的特点，非常适合使用轻钢结构，结合我国实际国情，学习借鉴国外养殖业的发展方式，打造属于自己的轻钢结构设计方案。

二、轻钢结构养殖场设计方案

（一）门式刚架结构形式

主体称重结构、围护结构和辅助结构等三部分共同组成了门式刚架结构体系。主体的承重结构主要由钢架斜梁、支撑系统、钢架柱、系杆等基础组成。一般情况下，钢架斜梁和钢架柱采用的是变截面实腹式刚架，制作方式为焊接或者轧制的H型钢。而主钢架的交叉支撑我们一般采用圆钢，单跨刚架的梁柱节点采用的是刚接，也有采用铰接的情况，这两者是可以并用的。围护结构一般指屋顶和墙面部分，制作工艺上采用的多半是彩色压型钢板和檩条。外墙用彩色刚压钢板和墙骨架构成，同时，外墙也不是只有这一种形式，采用整体砌体模式或者上部使用轻型材料，下部砌体的方式进行制作。而辅助结构则是指建筑内的一些基础设施，比如楼梯，雨棚，平台等^[2]。

对于建筑上经常使用的门式刚架结构，从整体布置上有很多的类型，可以从各个方面来对它进行分类。比如按照刚架的跨数可以分为单跨、双跨、多跨等结构；按屋面坡向来分的话，则有单坡和双坡的区别，而对于门式刚架的高度，也有等高和不等高两种情况；基础结构与柱的连接分为刚接和铰接。

2. 构建材料及结构选择

在门式刚架的构建材料和结构选择上我们应该遵循实际情况，符合技术手段，也要尽量减少经济成本，让轻钢结构在养殖业中发挥到最大的作用。

钢材选择：首先在选取钢材用料上要符合国家规范，作为养殖业轻钢结构的钢材，我们一般使用Q235钢或者Q345钢，这里要注意，Q345钢一般用于钢架斜梁和柱，所以如果需要使用用它当构件变形控制时还需结合实际考虑。在这两种钢材中又分为Q235A和Q235B，Q345A和Q345B，因为A型是不能保证符合国家焊接要求的，如果技术中需要用到焊接，应多加考虑，所以，总体来说，Q235应该是最合适的。对于主要刚架构件我们可以采用轧制或者焊接形成的H型钢，工字钢或者槽钢。

结构布置：布置结构主要是确定刚架的柱网分布，在柱网的制作工艺满足国家标准时，对于面积比较大的门式刚架结构，温度的区段控制也是尤为重要的，依据国家相关条文规定：“纵向温度区段不大于300m；横向温度区段不大于150m；当有计算依据时温度区段儿科适当加大。”所以根据养殖业特点，可采用6—9m的柱距，当然，这是针对大型养殖类建筑，比如牛羊棚舍等，如果构建道德是小型养殖类，如鸡鸭鹅等，可适当调整柱距^[4]。

刚架选择：一般刚架的选择都是根据养殖的主要内容进行变化的，服从功能性原则。我们需要考虑的是建筑的长、宽、高、屋面坡度等，大型刚架结构中的单跨刚架跨度控制在18—36m之间，小型则视情况而定；而对于多跨刚架理论上是没有有宽度限制的，而多跨刚架使用连续刚架爱，所以从经济的角度上讲师比较节省的，其弊端在于对不均匀的沉降比较敏感。

2. 设计方案选取

根据材料属性，结构布置，刚架选择上来进行分析之后，对于养殖业的轻钢结构有了大致的设计理念，让我们在构建门式刚架结构上有了自己的思路，确定了其结构布置的情况下，结合实际情况中的门式刚架结构体系，同时忽略面板、墙板这些围护结构，这种形式的门式刚架结构可以让自重变小，变截面横梁和变截面柱起到了很好的作用，同时也减少了经济投资。

3. 轻钢结构养殖场的经济价值

1. 从轻钢结构特色出发

轻钢结构工业化程度高，施工周期短。一方面，轻钢结构的主要构造和一些零部件均来自于工厂自动化作业，制作简单，效率高，而且质量也有保证，这样的产品更加利于施工，操作简单，自然需要的人力就少，可以大大节省人工成本。另一方面，因为门式刚架结构整体性强，所以和以往的砖混建筑比起来，它不需要太多的组装和拼接，这样的话，需要的施工时间更少，施工成本也就降低了。

轻钢结构易于拆卸和回收利用。现在都在强调资源的可循环利用，以往的建筑都是比较稳固的构造，一旦拆除，材料多半都没用了，但是轻钢结构多为组装形成，一旦对建筑不满意或者有别的打算，都可以在短时间内拆除，而且几乎没有什么材料上的损失。

质量轻，灾害损失小。轻钢结构自然是比一般的钢材要更轻，这样的话，它在运数方面需要的成本也就更小。而面对自然灾害，因为它属于柔性结构，所以受到灾害影响的程度也会更低，避免人畜伤亡，也是规避经济损失的一个有利优势。

2. 从构建材料性价比出发

根据当前的市场价格，钢架结构的造价明显低于钢筋混领土结构，同样面积的轻钢结构在经济效益上更加划算；在外墙的选材上，养殖业门式刚架体系一般采用彩色压型钢板，这种钢板本身的重量轻，甚至在一般情况下不需要专门去做桩基，在投资成本上可以说是非常的省钱；根据门式刚架的受力特征，在符合实际情况下，墙体可以尽量做薄，这样进一步降低了用钢量；作为养殖业的建筑，还是要有一定的保温隔热性，让生物的生存条件更好才能有经济收入，以往的建筑方式要想做到这一点，是需要很多的建筑材料的。但是门式刚架可以采用保温棉和聚苯乙烯泡沫夹心板，这两种材料的市场价格也是非常低的，在综合经济效益上有很大优势。

四、结束语

轻钢结构已经在建筑行业获得了广泛认可，而对于养殖业来说，经济实用的建筑模式可以大大提高收益，加上其养殖业建筑具有：结构简单、生产流动性强、品质需求低，功能性强等特点。这些都和轻钢结构得优势不谋而合，所以，将轻钢结构运用到养殖业建筑中是一个非常有利于提高养殖业综合经济收入的方式。

参考文献：

[1]汪朝成. 门式刚架设计优化综述[J]. 门窗, 2019, No.164(08):93-94.

[2]朱磊, 易俊伟, 冯晓波. 门式刚架钢结构厂房整体加固研究[C]// 第十二届建筑物建设改造与病害处理学术会议论文集. 0.

[3]高积顺. 门式刚架轻钢结构设计方案[J]. 建材世界, 2012(02):108-110.

[4]谢金, 江焕帅. 轻钢结构农宅设计方案及经济性研究[J]. 时代经贸, 2018(24):8-9.

作者简介：王英龙 男 1985年6月 山东省广饶县 汉族 本科 上海正诚机电制造有限公司 研究方向：轻钢结构养殖场设计方案及经济性研究