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1、我国轻钢结构建筑的发展和应用摘要:结合轻钢结构建筑的定义及其在国内的发展情况,详细论述其结构形式,轻空化技术措施,优良的综合技术经济指标,并探讨其在发展过程中遇到的急需解决的各类技术的、市场的和观念上的问题。关键词:轻钢建筑轻钢结构应用与发展相对于普通钢结构,轻型钢结构采用了轻型材料,口重较轻,i般情况下地震作用不控制设计,材质均匀,应力计算准确町靠,经济指标校好。轻型钢结构建筑大量采用薄壁构件,尤其是冷弯薄壁构件,大量采川轻质围护、隔离建材的共同本质特点,而在具体结构形式上,又有利于将来的进一步发展,较为严密而灵活。另外,在制作过程屮工业化生产程度高,施工速度快,
2、对环境的污染小,因此受到建设单位的普遍欢迎。1轻型钢结构建筑的结构体系1・1结构方案1.1.1低层轻钢建筑低层轻钢建筑指两层以下(含两层)的轻钢房屋建筑,主要有实腹式门式平而刚架或排架,也可采用格构式构件。其各桶刚架(含端墙体系)靠墙梁、標条和各类支撑连系,构成空问的承力体系。门式刚架轻钢建筑是我国当前授常见和最受欢迎的轻钢建筑形式,在国内低层金属建筑屮占垄断地位,也是人们通常印象屮的轻钢建筑。门式刚架可布直为柱底較接、柱底刚接,单跨、多跨,高低跨、带毗屋,屋而单坡、多坡,无夹层、有夹层,单体、多体等纷繁的结构形式。在空间尺寸上,一般檐高为4・5〜9m,并可适当加大
3、,单体单跨宽以9〜36m为宜,多跨可做到100m以上;不设置温度分区的单体建筑平面尺寸nJ做到长300m,宽150m,采用温度分区等构造措施后,理论上其平血布置可不受尺寸的限制,能较好地满足人们对建筑的布局灵活,使用空间人的要求。低层轻钢建筑的主结构,次结构,支掠体系,围护体系,形成一•个空间三维的承力体系而共同工作,通常可称为系统建筑。这种结构方案适宜于建造工厂厂房、超市、综合楼、仓库、机库、农贸市场、饮食、娱乐、体冇设丿施、候车室、码头建筑,以及各种临时性建筑。根据需要,可布置中轻制的吊车,其中,悬挂吊车、中轻级工作制桥式吊车、重级工作制吊车的起重重量宜分别不超
4、过5t、20t和10to实腹式门式刚架和端墙体系主要采用焊接H型钢或热轧H型钢、冷弯薄壁型钢,立柱、斜梁截面可变。1.1.2多层轻钢建筑多层轻钢建筑是另一类很有发展前途的建筑形式,一般可定义为10层以下的住宅;总高度小于24m的公共建筑;20m以下,楼面荷载小于8kN/nf的工业厂房。其中多层轻钢住宅尚处于开发研究阶段,而公共建筑如工厂厂房类、综合楼类多层轻钢建筑则较常见。多层轻钢建筑适宜采用三维框架体系,亦可采用平而刚架体系,此时则须加强各棍刚架间的连系与支撑。框架体系轻钢建筑B重轻,H振周期较长,对地震作用不敏感,但框架体系侧向刚度较小,需设置各种侧向支撑,或结
5、合电梯井的布置,釆用框架-抗剪桁架结构、框架-抗剪网架墙体[2]、框架抗剪钢板剪力墙、框架钢混剪力墙体系等新体系,确保对结构水平位移的严格控制。这类结构宜采用对称的平而布置,以减小外力刈■结构的扭转作用;竖向体形应力求规则、均匀,避免结构刚度的突变;避免采用大的内收和外挑;避免在单体建筑中设仲缩缝、防丧缝或沉降缝;结构柱网设置宜为6〜9m;房屋高宽比不宜人于6;主要是刚接或半刚接的梁柱体系,一•般设计为强柱弱梁形式,梁柱均収等截血形式。多层轻钢建筑的结构主要选用高频焊接和热轧H型钢、普通或轻世热轧烈钢、冷弯薄壁烈钢、薄钢板焊接件等构件,现以高频焊接H型钢为主,热轧H
6、型钢是将来的主要选用件。1・2楼面结构多层轻钢建筑的楼板或门式刚架低层轻钢建筑的夹层楼板必须有足够的刚度、强度和整体稳定性,同时宜尽疑采用技术和构造措施减轻楼板自重,并提高施匸速度。常用楼板有如下形式:(1)压型钢板-现浇混凝土组合楼板,压型钢板可作永久性模板,也可参与承力工作,起受拉钢筋的作用;(2)现浇钢筋混凝土楼板;(3)预制多孔板加薄现浇层楼板,推荐使用笫(1)、(2)类形式。楼面主次梁一般要采取紧凑型构造措施,并和楼面板紧密联系以形成钢-混凝土组合梁。主次梁宜采用II型或工字型焊接或热轧实腹型钢,腹板亦可制成蜂Wo无压型钢板时,梁顶面平齐,有压型刚板时,其
7、顶而应相差一张压型钢板的伦廓高度。次梁亦可用空腹托架与现浇钢筋混凝土组成一体,如加拿大CANAM公司的Hambro复合楼面板等,可以有压型钢板,也町以无压型钢板而采用临吋模板,不仅楼板轻,且施工迅速。1・3支撑体系1.3.1门式刚架结构中的支撑体系门式刚架结构需耍采用各种町靠的支撐结构以加强结构的整体和局部稳定性及力的町靠传递。支撑形式主要有(1)对角支撐:设置于屋而、侧墙以及端墙,用于抵抗风力和巾车荷载,采用两端带螺纹的抗拉圆钢或钢缆,亦可采用角钢;(2)隅撑:刚架受压翼缘的平面外刚度较小,采用角钢连接主刚架受压翼缘和围梁或橡条,防止受压翼缘平面外局部失稳;⑶