轻钢结构范文第1篇

关键词：轻钢结构，发展

 

“建筑是用石头写成的史书”在雨果先生生活的那个时代是没有疑问的，然而当今世界的史书恐怕没有多少是用石头写的。在几千年的人类历史中，建筑结构经历了木结构、砖石结构、钢筋水泥结构、钢混结构及钢结构。钢结构的出现，又将建筑业领向另一个高峰。钢结构已是发达国家主导建筑结构，以英国为例，其新建的非居住类房屋建筑中 90%的单层和 60%的多层建筑都采用轻钢结构。 九十年代国外的轻钢生产厂家将整套的结构体系推向我国市场加之我国钢产量的提高，极大地推动了轻钢结构在我国的发展。由于国外轻型钢结构体系研究、应用已经较为成熟，所以技术引进之后在我国发展很快。目前国内常用的轻钢结构承重体系包括：焊接门式刚架结构体系、冷弯薄壁型钢结构体系多层房屋钢结构体系、金属拱型波纹屋盖体系等。经过相关设计、生产、施工单位已经积累了一定的经验，轻钢结构在我国显示出非常广阔的应用前景。

1.轻钢结构概述

轻型钢结构是指这样一种结构：围护结构自重轻，承重结构截面小，标准化、自动化 、机械化快速制作安装，采用新结构钢材、新结构体系。它分为一般轻型和超轻型钢结构。论文参考。一般轻型钢结构主要采用薄钢板焊接截面或冷弯薄壁型钢构件，典型的结构体系为门式刚架 ，也可采用轧制型钢板截面。超轻型轻钢结构主要采用压型钢板，冷弯薄壁构件和圆钢为承重构件，典型的结构体系是褶皱拱桥屋面。轻钢结构主要体系有焊接（轧制）门式刚架结构体系、冷弯薄壁型钢结构体系、薄壁褶皱拱桥屋面体系、多层框架结构体系、空间和张拉结构体系。

2.轻钢结构的优势

2.1自重轻, 抗震性能好, 安全性高。轻钢结构采用高效轻型薄壁型材, 承载力高, 构件尺寸小, 围护结构采用自重小的轻质墙体和楼面材料, 一般可减轻建筑结构自重的30% , 质量是钢筋混凝土住宅的1/2 左右。轻钢结构整体刚度大, 钢材强度高、延性好, 因此抗震性能好, 用于结构抗震措施的费用少, 适用于地震多发区; 结构自重轻, 基础负担小还可大幅减少基础造价,尤其适用于地质条件较差的地区。

2.2建筑造型简洁美观, 内部空间布置灵活丰富。钢材强度高, 可以采用大空间柱网布置, 建筑设计不受结构限制, 这种住宅为建筑师的创维设计提供了无限想象空间。因此,轻钢结构住宅外形轻巧美观, 墙体与屋面色彩丰富, 屋顶造型别致, 尽显现代风格。室内大空间无梁无柱, 跨度可达12 m , 为业主提供了个性化分隔室内空间的可能。真正体现“以人为本”的设计理念; 同时, 墙柱等构件截面尺寸小, 可增加净使用面积5 %～8 % , 当考虑楼板的组合作用, 使用组合梁或扁梁时, 还可以增加净高, 实现大空间住宅设计理念。

2.3施工快捷、工期短, 不受季节限制。与传统住宅体系相比, 轻钢结构住宅至少可缩短1/3的工期。真正做到既快又经济, 因此最大限度地为业主节约了投资。

2.4防腐耐久, 舒适性好。轻钢墙体龙骨完全封闭在隔水层与石膏板之间, 不锈蚀, 不腐蚀, 不生霉菌, 防潮性能好; 墙体采用新型轻质围护材料, 不助燃, 不霉变, 不虫蛀; 装修一次到位, 少维修; 管线可暗埋在墙体及楼层结构中; 在保温、隔热、隔声等性能方面比传统结构的住宅好, 因此住宅的舒适性更好。

2.5绿色、环保, 符合国家可持续性发展的要求。轻钢结构住宅不使用粘土砖, 符合国家土地资源政策;施工过程中环境破坏及污染少, 符合国家环保政策; 而且大部分材料可回收和再生, 具有很高的可重复使用性和可循环性, 符合国家可持续发展战略。因此, 轻钢结构堪称绿色环保型建筑典范。

2.6设计技术先进。利用先进的计算机辅助设计(CAD) 和计算机辅助制造(CAM) 技术, 能全面按用户要求进行设计, 且效率高、报价快、造价低、供货迅速。

轻钢结构除了上述的优势，自身还具有强度高，自重轻，具有较好的塑性变形能力，抗震性能好等特点。加之随着经济与技术的发展，我国钢产量大大提高，而使其在建筑领域的应用越来越广泛。论文参考。国家对于钢结构“鼓励使用”的政策，也对轻钢结构在我国的推广起到了很好的促进作用。2003 年我国的钢产量已经超过 2 亿吨，居世界第一。同时，随着我国加入 WTO，建筑行业与国际接轨的速度加快。经济的快速发展，使得城市建设对于大跨、高层建筑的需求量大量增加。与混凝土结构相比，钢结构由于自重低、强度高、工业化程度高等优势，更适合于大跨、高层建筑。尤其是钢结构限制较少，建筑表现力强，给建筑师的发挥提供了广阔的空间。同时，钢结构在环保方面具有混凝土材料难以比拟的优势。在环保意识日益强化的现代社会，钢结构建筑成为必然的推广方向。

3.我国发展轻钢结构住宅的意义

轻钢结构是近十年来发展最快的领域，轻钢住宅的研究开发已在各地试点，是轻钢发展的一个重要方向，现已经有多种的低层、多层和高层的设计方案和实例。因其可做到大跨度、大空间，分隔使用灵活，而且施工速度快、抗震有利的特点，必将对我国传统的住宅结构模式产生较大冲击。而目前轻钢在我国应用最广的还是工业厂房。但与国外相比，我国钢结构建筑的发展相对滞后，目前我国建筑设计界普遍存在着对钢结构建筑认识不足，观念落后；对钢结构体系积极性不高，管理跟不上等问题。这些都阻碍着钢结构建筑在我国的发展。尽管目前还存在着种种不尽人意或有待提高的方面，但钢结构的发展潜力巨大，前景广阔。我国 20 年来的改革开放和经济发展，已经为钢结构体系的应用创造极为有利的发展环境。发展钢结构住宅，扩大钢结构住宅的市场占有率，将会加速住宅产业化进程，对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义；经原国家经贸委批准，将“轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用” 作为我国建筑业用钢的突破口，并正式列为国家重点技术创新项目。可见，轻钢结构住宅产业在我国大有发展前途。

4.我国发展轻钢结构住宅的有利条件

4.1我国的钢材年产量已居世界第一位，可以充分保证建筑住宅市场的用钢需要。

4.2新型建材业正处于快速发育阶段，与轻钢住宅相配套的国产化建筑材料种类较多，并且会随着钢结构住宅的发展逐步增长。

4.3国际上已经有相当成熟的轻钢结构的建筑技术和经验可以借鉴。我国这方面的有关技术标准和规范也相继颁布，并且多个钢结构设计软件也已投入使用。论文参考。

4.4发展轻钢住宅符合全面建设小康住宅一二十年不落后，三四十年可改造的要求。

5.展望

随着钢结构春天的到来，今后10年钢结构的发展将会更快。为了使我国轻钢结构在新世纪经济领域中发挥更大作用，缩小和国外同行的差距，除了政府部门加强行业管理以外，科研、设计、施工单位和轻钢结构厂家要团结合作、共同促进我国轻钢结构事业的发展。只要加强领导，合理规划，积极组织，轻钢结构产业将会出现兴旺发展的新局面！

参考文献:

[1]刘承宗,周志勇.我国轻钢建筑及其发展问题探讨[J ] .工业建筑.2000 , 30 (4)

[2]候兆欣.大力推广应用钢结构新技术[J] .施工技术,2000(8):7-8.

[3]陶忠,何保康.发展我国新型轻钢结构建筑体系[J ] .中国工程科学, 2000 (3)

[4]张亦静.发展轻钢结构存在的问题与对策[J ] .株州工学院学报, 2001 (5)

[5]王元清,石永久.现代轻钢结构建筑及其在我国的应用[J ] .建筑结构学报, 2002 (1)

[6]王元清,石永久,陈宏等.现代轻钢结构建筑及其在我国的应用[J] .建筑报,2002,23(1):2-8

轻钢结构范文第2篇

轻钢结构建筑是现代建筑结构的重要组成部分，是建筑结构的一种不可或缺的种类。特别是在近年来，随着科技的进步和人们对建筑结构的要求的提高，轻钢结构建筑在建筑领域得到了广泛的使用。而随着而来的是人们对轻型钢结构施工技术的要求越来越高，对施工人员的施工技能也要求越来越高。而一般而言，轻钢结构的施工主要是这两个部分的施工：轻型钢结构构件的制作、轻型钢结构的安装。

1.轻型钢结构构件制作

1.1轻型钢结构制作的特点及一般工艺轻

型钢结构建筑主要分为冷弯薄壁C型或Z型钢作檩条、墙梁；以轻型焊接H型钢作为承重骨架；以金属压型钢板作围护结构这三大部分。

当然，轻型钢结构建筑除以上标准建筑结构外，还可以采用其他的方法，比如说采用由小角钢、圆钢、薄壁型钢组成的结构。与标准建筑结构相比，其制作、安装相对会复杂些，而且施工工期也会比较长。而且与普通钢结构相比，在生产工艺上也没有很大的差别。不过因为其材料规格少，杆件细薄，同时材料的调直、弯曲成型、加工拼装、下料、构件的搬运也很容易，无需大型的专用设备，所以在中、小型工厂制作中运用广泛。按照制作厂家的设备情况和产品的制作要求的差异，其制作工艺流程也是各不相同的。如果是特殊加工要求的构件，那需要在制作前制定好专门的加工工艺。

1.2轻型钢结构制作的基本要求

1.2.1 钢结构制作对设计的要求 1）在确定结构形式时，需要认真考虑制作的方便和可能性，尽可能的选择便于连接而又可靠的结构形式；在选择结构的加工要求时，也需要尽量的考虑到制作厂的设备条件和技术水平，保证构件能够按照要求设计生产出来；2）尽可能的减少构件的编号，尽量的增加相同的构件数量，这样可以大大的提高模台和工具的利用率；3）钢材的规格品种不能太多，而且需要优先选用库存钢材和常用规格；尽量保证构件上的孔径和孔距统一；4）零件必须要有合理的加工形状，最后保证把连接板作成矩形，至少有两个边相互平行，以便采用剪板机剪切；5）在确定构件的尺寸的过程中，必须要考虑到制造操作的极限要求。比例如采用自动电焊的构件，就必须要满足自动电焊机的行程空间的极限要求；6）科学合理地布置焊缝，保证构件在制作时，最大限度地减少翻转次数，此外还需要确保设计的焊缝便于施焊，便于检查；7）尽可能的避免焊接的立体交叉和在一处集中大量的焊缝，而且，要尽可能的把焊缝布置在对称的构件重心；8）在保证结构有足够的安全度的基础之上，选择较小焊缝厚度和尺寸，以便能够减小焊缝的焊接应力和焊接变形；9）构件和零件在构造上，必须要尽可能的避免截面突变的形状和厚度，确保其传力乎缓均匀。

1.2.2 轻型钢结构制作的一般要求 1）切割。①各构件的切割截面，一方面要严格遵照图纸上的各项规定，一方面要保证其垂直于轴线，尤其是不要损伤截面。②原则上应采用自动氧气，或者半自动切割，如果使用手工氧气切割，那需要保证切断面的平整，同时不能有缺口。③焊接构件的切割尺寸，必须要考虑到因为焊接引起的收缩及加工余量等。④在进行切割前，需要把钢材表面切割区域内的铁锈油污等清除干净；在完成切割后，保证断口上不能有裂纹和大于1．0mm的缺棱，同时需要清除边缘上的熔瘤和飞溅物等。2）弯曲加工。需要弯曲加工的部位，可以采用冷弯或热弯，不过对弯曲时产生的弯曲变形，必须要进行相应的校正。3）螺栓及高强螺栓。①应消除开孔产生的毛刺或变形；②轻型钢结构使用的高强螺栓，连接时应清除其摩擦面上能导致摩擦力降低的浮锈、尘垢、油污及涂料等。4）焊接。①所有从事手工电弧焊的焊工，都必须要具有相应的技术职称或合格证书；②保证焊接部位没有有妨碍焊接的水分、涂料、油污及锈斑等；③应该尽可能的选择适当的坡口形状及其焊接条件，并仔细施焊，以保证对接焊缝完全焊透；④对于贴角焊、V型坡口焊，为了确保所规定的焊缝厚度及焊脚长度，需要选择适当的焊接条件。

2.轻型钢结构的安装

2.1轻型钢结构安装对设计的基本要求

1）尽可能的减少构件类型，以便能够提高机械利用率，进一步加快安装速度。2）安装连接要尽量的简单，以便于固定和调整。3）最后能够避免高空焊接，需要优先考虑采用螺栓连接。4）如果刚度较差的构件，就需要在图纸上注明堆置的方法和安装运输时的加固措施。根据施工需要，可以在构件上设计专门的为吊装结绳专用的零件。5）设计承重构件时，应该要注意可能承受的安装荷载。6）构件与构件之间预留垫板空隙，其厚度可根据安装过程中的实际空隙确定；通过支托传递反力的构件，支托板的厚度一定要按照相关标准留有一定的余量，以防相互偏离。7）安装连接采用焊接时，应采用临时螺栓先将构件固定，再焊接，一个节点的临时螺栓数量不应少于2个。

2.2轻钢结构安装

2.2.1 结构安装方法 一般来说，轻钢结构的安装可采用两种方式，即综合吊装法和分件吊装法。采用综合吊装法，就是先吊装一个单元（一般为一个柱间）的钢柱（4-6根），马上校正固定后，就开始吊装屋面梁、屋面檩条等。完成一个单元构件吊装、校正、固定之后，接着就按照一定的顺序进行下一单元。如果是屋面彩钢板，那可以选择在轻钢结构框架全部，或者部分安装完成后再进行；而分件吊装法，就是要把全部的钢柱吊装完毕后，再进行屋面梁、屋面（墙面）檩条和彩钢板的安装。这种方法的不足之处在于，其行机路线较长。

2.2.2 构件的吊装工艺 （1）钢柱的吊装钢柱起吊前应搭好上柱顶的直爬梯；钢柱可采用单点绑扎吊装，扎点应该尽可能的选择在距柱顶1／3柱长处，绑扎点处一般需要设软垫，以防止吊装时损伤钢柱表面。如果柱长比较大时，也可以考虑选择双点绑扎吊装。

钢柱通常的选择旋转法吊升，吊升时需要在柱脚底部拴好拉绳并垫以垫木，以便避免钢柱起吊时，柱脚拖地和碰坏地脚螺栓。

在钢柱对位时，必须要保证柱子中心线对准基础顶面安装中心线，同时需要保证地脚螺栓对孔，注意保持钢柱垂直度，满足要求后，才能够落下就位。同时在经过该初校后，保证待垂直度偏差不超过20mm，拧上四角地脚螺栓临时固定后，在让起重机脱钩。

（2）屋面梁的吊装。屋面梁应该先在在地面拼装，同时用高强度螺栓连接紧固。屋面梁应该选择两点对称绑扎吊装，同时也需要在绑扎点设软垫，这样才能防止伤构件表面损伤。在开始屋面梁吊装前，一定要设好安全绳，这样才能有利于施工人员进行高空操作；屋面梁吊升应该要缓慢的进行，在2完成吊升过柱顶后，就需要通过人工操作扶正对位，同时用螺栓穿过连接板与钢柱临时固定，最后完成校正。

（3）屋面檩条、墙面梁的安装。薄壁轻钢檩条，因为其重量比较轻，所以在安装时可以选择起重机或人力吊升。在安装完一个单元的钢柱、屋面梁之后，才可以进行屋面檩条和墙梁的安装。当然，根据需要墙梁也可在完成整个钢框架安装后进行。通常来说，在整个安装工程中，檩条和墙梁安装是相对比较简单的，可以直接用螺栓连接在檩条挡板或墙梁托板上。应该尽量保持性檩条的安装误差保持在±5mm之内，弯曲偏差则控制在L／750（乙为檩条跨度），而且不能大于20mm。墙梁安装后应用拉杆螺栓调整平直度，顺序应由上而下逐根进行。

（4）屋西和墙面彩钢板安装。在完成屋面檩条、墙梁安装后，才能够进行屋面、墙面彩钢板的安装。通常是先完成墙面彩钢板的安装，在完成屋面彩钢板的安装，这样才便于檐口部位的连接。彩钢板安装有两种，即隐藏式连接和自攻螺丝连接。隐藏式连接主要是通过支架将彩钢板固定在檩条上，彩钢板横向之间用咬口机将相邻彩钢板搭接口咬接，或以防水粘结胶粘接（这种做法仅适用于屋面）。自攻螺丝连接是将彩钢板直接通过自攻螺丝固定在屋面檩条或墙梁上，在螺丝处涂防水胶封口，这种方法可用于屋面或墙面彩钢板连接。

3.结语

要想保证建筑的使用安全和使用效果，就需要施工人员以技术为手段，以科学原理为指导，以认真负责为态度，在实际的轻钢结构施工中，按照工程的需要，选择合理的技术方式，并在施工中认真操作，保质保量的完成施工工作。

参考文献

[1] 吴桂冬，刘占海，刘宗仁. 张弦桁架吊挂轻型组合楼盖施工的研究[J]. 低温建筑技术，2005（05）.

[2] 崔碧海，郑周练，赵长荣. 高耸结构滑移法整体吊装过程控制[J]. 重庆大学学报（自然科学版），2004（08）.

轻钢结构范文第3篇

关键词：门式刚架的设计思路和设计原则

1门式刚架结构概述

门式刚架是典型的轻型钢结构，造型简洁美观，在房屋建筑中广泛应用于大面积厂房、仓库、体育馆和超市等各类公共建筑。它具有成本低、工期短，施工方便、预工程化程度高等优点。轻型门式刚架包括主结构（刚架、支撑体系、抗风柱等）、次结构（屋面和墙面檩条等）、辅助结构（挑檐、雨蓬、吊车梁等）、围护板材、柱脚和基础等。

2作用于门式刚架结构上的荷载类型：

（1）恒载(G)：结构自重和设备重；

（2）活载：包括屋面均布活载、检修集中荷载(M)、积灰荷载(D)、雪荷载等；

（3）风载(W)

（4）温度(T)

（5）吊车(C)（6）地震作用荷载(E)

3材料

3.1门式刚架结构钢材选用的原则是既使结构安全可靠地满足使用要求，又尽量节约结构钢材和降低造价一般而言，轻型钢结构设计中钢材的选择应考虑以下方面：

3.1.1根据结构重要性，用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板，应采用Q235钢和Q345钢。门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用Q235B或Q345A及以上等级的钢。非焊接的檩条和墙梁等构件可采用Q235A钢。

3.1.2根据荷载性质，直接承受动力荷载的结构一般采用Q235B及Q345钢。承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构可选用Q235B钢。

3.2螺栓

3.2.1高强螺栓应采用符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓大六角螺母 垫圈技术条件》中规定的10.9级螺栓（摩擦型高强螺栓）。

3.2.2普通螺栓采用4.8级粗制螺栓（C级），应符合现行国家标准《六角头C级》的规定。

3.3焊条

3.3.1手工焊用的碳钢焊条或低合金钢焊条的性能应符合《碳钢焊条》及《低合金钢焊条》的规定。

3.3.2埋弧焊用的碳钢焊丝与焊剂或低合金钢焊丝与焊剂的性能应符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》及《低合金钢埋弧焊用焊剂》《熔化焊用钢丝》的规定。

3.3.3气体保护焊用实芯焊丝的性能应符合《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》的规定。

3.3.4焊条或焊丝应按强度、性能及母材相匹配选用，当两种不同钢号焊接时，宜采用与强度较低钢号匹配的焊条或焊丝。

4门式刚架结构设计方法

门式刚架结构设计采用极限状态设计方法，极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。承载能力极限状态设计包括结构构件的强度、整体稳定、局部稳定验算；正常使用极限状态设计包括结构及其构件的位移和刚度验算。一般设计时，首先选择截面使结构满足承载能力极限状态的要求，然后校核其是否满足正常使用极限状态。

4.1承载能力极限状态是指在设计荷载作用下不发生强度或稳定破坏。承载能力极限状态的表达式为：

（公式1）

为结构重要性系数；为最不利的荷载效应组合值；为结构的抗力。

4.2正常使用极限状态是指结构和构件的位移满足相应的容许值，这可以通过验算结构的变形来确保；同时结构和构件不产生振动，这可以通过限制构件的长细比来确保。位移指标有柱顶侧移和梁柱构件相对变形两项。位移验算的公式为：

（公式2）

构件长细比验算的一般公式为：

（公式3）

5结构设计原则

5.1合理布置柱网，满足建筑要求，檩条布置合理。

5.2刚架柱脚可采用刚接和铰接，在有吊车时柱脚为刚接,钢柱采用等截面型钢，其他一般采用柱脚铰接。

5.3支撑布置的目的是使建筑能构成稳定的空间结构骨架。布置的主要原则如下：

5.3.1柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内形成抵抗纵向荷载的支撑桁架。支撑桁架的直杆和单斜杆应采用刚性系杆，交叉斜杆可采用柔性构件。

5.3.2支撑的间距一般为30m-40m，不应大于60m；

5.3.3支撑可布置在建筑两侧的第一个或第二个开间，当布置在第二个开间时，第一开间的相应位置应设置刚性系杆；

5.3.4刚架柱顶、屋脊等转折处应设置刚性系杆。结构纵向于支撑桁架节点处应设置通长的刚性系杆；

5.4门式刚架结构山墙设计

5.4.1一种是门式刚架标准图（05SG518）提供的跟传统工业厂房相似的设计方法，抗风柱与边跨刚架间留插入距，抗风柱下端固接，上端与边跨刚架斜梁铰接。超过36米跨山墙设柱间支撑，山墙自成体系，这种结构用钢量较大。

5.4.2另一种是PKPM软件中心提供的设计方法，抗风柱设计成边跨刚架上的摇摆柱，两端铰接。这种结构用钢量较小，但会形成边跨刚架和中间刚架柱顶位移、刚度及斜梁挠度相差较大，需在计算中重点考虑。并增加屋面斜向支撑，保证整个房屋在风荷载作用下能协调工作，不产生破坏。

5.5连接节点设计

5.5.1门式刚架结构一般在梁柱节点及框架梁的跨中划分运送和安装单元,门式刚架斜梁与柱的连接可采用端板竖放、端板横放和端板斜放三种形式。

5.5.2为保证节点的刚度，节点应采用摩擦型或承压型高强度螺栓连接，一般成对布置。

5.5.3用高强度螺栓连接的端板，为减小杠杆力的影响，其厚度不宜太薄，一般可取1.5-2d，或设置加劲肋。

5.5.4连接按承受的最大内力设计。斜梁与柱相交的节点域，应验算抗剪强度。

5.6关于柱顶位移限值的规定（ h 为刚架柱高度）

无吊车时，当采用轻型钢墙板时柱顶位移限值为h/60，当采用砌体墙时柱顶位移限值为h/100。有桥式吊车，当吊车有驾驶室时柱顶位移限值为h/400，当吊车由地面操作时柱顶位移限值为h/180。

上述为理论计算值，根据过去所做的凋查和分析研究，由于有钢屋面板和墙板的加强作用以及平板柱脚的嵌固作用等，实际结构的柱顶位移远小于计算值，一般只有它的一半左右。

5.7檩条的设计

5.7.1檩条为薄壁构件，在受力状态其组成板件可能丧失局部稳定而产生屈曲，但屈曲后仍能承载（利用薄膜效应，即张力场）。设计中利用其屈曲后强度，一般采用有效截面的方法进行强度计算。

5.7.2檩条的整体稳定计算分为两种情况：

a. 风压力作用下，一般压型钢板和受压区设置的檩间拉条能起侧向约束作用。

b. 在风吸力作用下，下翼缘受压，截面扭转和侧向弯曲效应等效转化为作用于下翼缘的侧向荷载，以简化计算。也可采用构造要求，如设置隅撑。

5.8如何降低用钢量

5.8.1柱距及跨度及的合理选用，在满足使用要求的情况下，尽量采用6m~12m规则柱距。

5.8.2大跨度（18米以上）刚架采用变截面型钢，且采用Q345及以上钢材。在9m以上柱距时，檩条也可采用Q345及以上钢材，这样会大幅度降低钢材用量，降低成本。

5.8.3在设置屋面支撑处，可考虑用屋面檩条同时起到支撑作用，这在大面积工程上可减低一定的钢材量。

5.8.4在超过12米以上柱距的工程中，檩条若采用实腹式型钢，自重大且稳定性不易保证，可采用格构式檩条，可大幅度降低钢材用量。

6通过PKPM软件计算刚架、支撑和檩条并出图。

6.1计算刚架前，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。

6.1.1钢梁可选择轧制或焊接H型钢截面。其截面高度通常在跨度的1/20-1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算。 确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。

6.1.2柱截面按长细比预估. 通常50

6.2结构工程师应该根据构件的受力情况，同时结合PKPM软件中的截面优化设计功能程序。合理的选择安

全经济美观的截面。

7以上从门式刚架的荷载类型，材料，结构设计方法，结构设计原则等几个方面详细介绍了门式刚架结构的设计原则。根据极限状态设计方法进行结构构件的设计，从强度、刚度及稳定性上满足结构的正常使用。我们在做门式刚架结构设计的时候要认真遵循，为用户提供安全可靠的优秀设计。

参考文献:

[1] 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002

[2] 钢结构设计规范GB50017-2003

[3] 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 JGJ 82-91

[4] 冷弯薄壁型钢结构技术规范 GBJ18 -87

[5] 建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81-2002

[6]钢结构工程施工质量验收规范GB50205_2001

轻钢结构范文第4篇

【关键词】：轻钢；结构分析；轻量化设计

上世纪80年代以来，随着我国钢产量的不断增长，国外的轻钢结构已经慢慢进入到了中国市场。并且人们对轻钢的认识也发生了很大改变，其应用范围也越来越广。现代轻钢的结构主要是指冷弯薄壁钢、H型钢、焊接薄钢板面梁等形成的建筑结构，这种钢结构更突出的是“轻”，并且应用范围逐渐由工用向民用发展，生命力很强大。

一、现代轻钢的特点分析

（一）自重轻，强度高

钢结构自身的特点就是自重轻，轻度高，并且工程造价低。轻钢的结构更轻，并且采用了轻型H型钢、薄钢管、冷弯薄壁型钢等材料，使材料的性能能够得到充分的发挥。

（二）结构简单

目前我国有很多成熟的轻钢设计程序，如STS软件、3D3S程序、GFCAD等，这些软件都在很大程度上缩短了设计周期。

（三）标准化生产

轻钢结构变为梁、柱、板结构，部件单位由大变小，使生产、运输和吊装更方便快捷。并且部件组装的任意性较强，可以有效的缩短施工周期，提前投入使用。

（四）采用大空间的结构

轻钢目前多采用框架或是箭筒式设计结构，没有规定功能区域，这样就方便用户根据自己的实际需求来对空间进行任意的分割。

（五）利于环保

轻钢的各个结构之间多采用的是螺栓来连接，拆装比较方便，整个建筑物能在短时间内完成拆除，造成的损失极小。当建筑物的使用寿命结束后，产生的固体垃圾很少，非常有利于环保。

如墙体隔热这一项，R15的保温棉，热值可达到1m的砖墙厚度。这种墙体的节能效果更好。房屋的内墙全部采用防火石膏板，它既可以防火，还可以呼吸。可以在阴雨季节吸收室内的水分，保持空气干燥。所以住石膏板的房子要比钢筋混凝土房子舒适的多。

另外，轻钢住宅的玻璃窗户采用中空玻璃，不仅有保温隔热、隔音的功能，也能节省能源。其隔音程度达到40分贝以上，这样就为居民们减少了噪音的污染。

（六）抗震性强

轻钢具有很好的柔性，能够消耗地震产生的能量，因此地震中对轻钢的破坏极小。由轻钢为原料的建筑重量更轻，即使发生破坏也不会造成大面积的伤亡。

因此，相比于其他结构的材料来说，轻钢结构有无法比拟的经济和社会效益。

二、轻钢的结构体系

轻钢的结构主要包括：基础、支撑、承重、楼盖、维护等体系。其中的基础、支撑、承重和楼盖体系对轻钢的结构来说十分重要，直接影响着结构的稳定和安全。

第一，就钢体的体系来说，轻钢自重轻，对基础的要求比较低。通常独立基础，如果地基较脆弱，可以用十字形或是条形基础。由于各个基础之间是彼此独立的，因此在选择场地的时候一定要考虑到各个基础之间的不同沉降问题，对基础场的地质进行勘察和计算，以确定采用的基础及尺寸，以避免不同的沉降对结构的影响。

第二，由于轻钢的柔性大，因此水平的承载对其有一定影响。为了保证稳定，需要在各柱之间布置支撑体系，比较常见的有单斜杆型、人字形、X型、倒人字型、W型、倒W型等形式。由于每一种形式的承载力不同，因此通常根据承载水平力的大小来进行选择。

第三，轻钢结构的承重体系主要有钢架体系、多层结构体系。后者包括框架结构、框架支撑、夹心板组合等体系。每一种结构的适用范围不同，要根据功能需要和建筑需求来选择结构体系。如单层大开间的超市、仓库、厂房，就要选用门式钢架结构。

第四，为了确保轻钢结构的稳定性，楼盖体系必须慎重。楼盖的主次梁必须与楼面板相连，以确保整体的稳定性。楼盖的材料主要有轻骨料楼板、现浇钢筋混凝土板、压型钢板、轻质混凝土板等。

轻钢结构设计要点

为了提高轻钢结构性能，体现其结构特点，在设计中一定要注意轻量化的设计，减轻自重。随着重量的降低，水平承载对结构的影响变大，所以钢体轻量化和提高结构刚度有必要同时进行，有以下几个方面：

（一）合理选材

首先，为了减轻结构自重可以采用一些质量轻但是功能多的新型层面和墙体材料，如防水、围护和装饰一体化材料。目前这些新型材料已经都实现了标准化的生产，大大降低了结构自重。这些装置和材料都形成了一整套标准化的产品，使用方便而且灵活，使承载力大为减轻。

其次，就使用的材料来看，不仅要减轻结构的自重，还要满足安全性等方面的要求。我国通常采用Q235和Q345的钢，Q235的钢共有四个级别，Q345的钢共有5个级别。重要建造部位的钢材在使用前必须有冲击试验，满足韧性的才能使用。

再次，为了最大限度的发挥钢材性能，钢材截面的形状必须充分考虑。截面材料离截面形心越远，其抗弯刚度和抗侧刚度就越大，材料的性能也能得到最大发挥。在建筑过程中对于重要支撑部件必须采用C形、Z形和H形截面，来提高刚度和稳定性。

（二）提高刚度

轻钢的重量相对较轻一些，柔韧性也大，对结构产生的影响不是重力荷载，而是水平荷载。在水平力的作用下，钢架、屋架等都容易发生变化，这样结构的稳定性大大降低，必须采用必要的措施来提高侧向刚度：

首先，在柱间设置X型、人字型、W型等偏心支撑。

其次，在梁下翼缘及内翼缘设置隅撑来提高梁下翼缘的抗压能力，从而提高其稳定性。

四、轻钢结构的发展趋势

目前我国的轻钢结构发展趋势很好，年产量已经超过1亿吨。21世纪是钢结构发展最快的一个时期，将会在不远的将来打破混凝土结构占主导地位的格局。西方国家的轻钢结构建筑物占总建筑的50%以上，而我国只占到5%，所以今后的发展道路还很漫长。

（一）推广轻钢结构应用到住宅中去

轻钢结构在住宅当中的应用还很少，这和我国居民的传统思想和认识度有一定关系。但是运用轻钢结构可以大大减少成本，也对降低房价有一定推动作用。

（二）加大宣传力度

可以用钢筋混凝土的框架作为承重体系，适当的采用轻钢结构作为护墙、内隔墙和屋顶结构。这样建筑物的自重就会大大降低，科技含量高，社会效应和经济效应也会慢慢得到人们的肯定。

（三）提高相应人员的业务水平

我国在较长的一段时间内只注重钢筋混凝土人才的培养，对轻钢结构的人才培养却很少。大多建筑也都是钢筋混凝土的设计和建造施工。目前应加强各级技术人员的业务水平，使轻钢结构能够真正实施建筑。单位也可以适当增加一些培训班，安排辅导老师，注重对人才的再培养，使其能够在实际工作中认识学习轻钢结构。

（四）政策支持

轻钢结构的建筑物毕竟是新型的建筑结构，因此人们在思想上一时间难免接受不了。所以国家应对轻钢结构的建筑物建设给予一定的支持，如在科研经费以及税收等政策上能有一定程度的优惠政策，以降低成本，更具有市场竞争力。另外，在轻钢结构中大量使用国产钢也可以加速企业的循环。

五、结束语

轻钢结构从国外引进，有一个吸收消化的过程。我们开发自己的轻钢体系，表明轻钢结构的住宅在我国的发展很快。我国目前主要把轻钢结构用于工厂的厂房，多层厂房、幼儿园和办公楼，以及一些非承重的构建等，但是在住宅楼的应用上却很少。由于我国对房屋的需求量比较大，发展轻钢结构住宅最能实现轻钢的产业化生产，也符合国家一直倡导的绿色和谐，节约能源，保护耕地的可持续发展战略。但是还存在很多问题需要进一步解决和完善。随着住宅绿色化和产业化的发展，轻钢结构的应用前景也很广阔。因此大力研究和开发轻钢结构的建筑显得尤为重要。

参考文献：

[1]史幸群.轻钢结构分析及轻量化设计[J].科技创新导报.2011年15期

[2]俞黎明；朱鹏.轻钢结构围护系统的设计与施工[J].建筑施工.2006.03

轻钢结构范文第5篇

【关键词】门式结构，轻钢结构，用钢量

随着经济的发展，钢结构越来越多。特别是对于跨度较大的厂房，钢结构比混凝土厂房有工期少，重复使用，经济效益好的特点。本文拟采用工料单价法来估算无比钢一实际工程单层工业厂房的建筑工程费。即通过比较无比钢结构形式厂房与其他结构形式的厂房的用钢量，来得到无比钢结构形式的经济性特性。

新型轻钢龙骨结构厂房介绍

新型轻钢龙骨结构厂房是新型开发的轻钢结构体系，其主体结构的构件有格构钢柱、钢屋架、垂直支撑、水平支撑、柱间支撑、檩条组成。所有构件均由前面介绍的冷弯薄壁矩形方钢管通过自攻螺丝和连接件空间连接而成，下图4-4为新型轻钢龙骨结构基本受力体系——柱和屋架。

门式钢架结构厂房介绍

门钢结构厂房是目前为止工业厂房结构的成熟体系，门式刚架分为单跨（图4-6a）、双跨（图4-6b）、多跨（图4-6c）刚架以及带挑檐的（图4-6d）和带毗屋的（图4-6e）刚架等形式。多跨刚架中间柱与刚架斜梁的连接，可采用铰接（俗称摇摆柱）。多跨刚架宜采用双坡或单坡屋盖（图4-6f），必要时也可采用由多个双坡单跨相连的多跨刚架形式。

在门式刚架轻型房屋钢结构体系中，屋盖应采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条，主刚架可采用变截面实腹刚架，外墙宜采用压型钢板墙板和冷弯薄壁型钢墙梁，也可以采用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的外墙。主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘的平面外稳定性，由与檩条或墙梁相连接的隅撑来保证。主刚架间的交叉支撑可采用张紧的圆钢。

根据跨度、高度及荷载不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面的实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件。变截面构件通常改变腹板的高度，做成楔形，必要时也可以改变腹板厚度。

用钢量比较

对于以上介绍的实际厂房，分别用以上两种结构体系设计，得到的用钢量见下表：

根据表4-1统计出来的用钢量画出的三维体积图对比如下：

从表4-1统计的主体结构厂房用钢量统计可以看出，在相同的条件下，新型轻钢龙骨结构厂房对于门式钢架在用钢量上有相当的优势。本节举例的某单层工业厂房，新型结构体系的钢材用量仅为门式钢架的50%，单位面积用钢量为14.17kg/m2。

而目前单层轻型门式刚架的平均用钢量为15kg/m2—30kg/m2。由于结构质量轻，相应地基础可以做得较小，地基处理费用也较低。同时在相同地震烈度下结构的地震反应小。

分析新型轻钢龙骨结构本身，用钢量比较大的部分在支撑体系上，占到43.6%；其中，水平支撑占16.3%、垂直支撑占到15.72%、柱间支撑占0.49%、拖梁占0.5%、檩条占25.18%；另外，钢柱的用钢量占到总用钢量的17.3%，钢屋架占总用钢量的39.1%。而门式钢架中，钢柱占起总用钢量的45.07%，钢梁为19.26%，而其他支撑体系则占总用钢量的36.67%。

以上计算比较结果表明，新型轻钢龙骨结构厂房在用钢量上有比较大的优势。由于体系本身的构件大部分都可以由方钢管空间连接而成，工业化生产的可能性也成为它发展的另一大优势。

参考文献：

[1]张杰，吴保华，张耀胜。节能设计中外墙平均传热系数计算分析。低温建筑技术。第2003年4期。

[2]王元清、石永久等. 现代轻钢结构建筑及其在我国的应用. 建筑结构学报. 第23卷 2001年2月

[3]住宅产业现代化科技工程. 建设部科技司国家"十五"重大科技项目建议书