轻钢结构的特点及其应用

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1、轻钢结构的特点及其应用　　(内蒙古建筑材料工业科学研究设计院，内蒙古呼和浩特010010) 　　摘要：文章简要介绍了当今正蓬勃发展的轻钢结构的概况、适用范围、主要优点、材料选型和设计中的注意点。 关键词：轻钢结构；特点 　　中图分类号：TU511.3文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)20—0126—01 　　自进入20世纪90年代以来，我国钢结构建筑的发展十分迅速，特别是一些代表城市标志性高层建筑的建成，为钢结构在我国建筑业的应用揭开了新的一页。如世界第三高的上海88层、高420m的金茂大厦，现已投入运营。据称世界第一高度的上海浦东环球金融中心，95

2、层，高460m，建筑面积为31万m2，现正在加紧建设中。轻钢结构的发展则更是如火如荼，特别在工业厂房的建设中则更为迅猛。从钢结构制造加工企业数量的大幅增长就可窥见一斑。大好形势下，如何因势利导，抓好设计和施工质量，这是当前一个十分迫切的问题。本文拟就轻钢结构的优点、材料选择和设计中的注意点等作一概略介绍，利于读者对轻钢结构有一个比较全面的了解。 1轻钢结构及其适用范围 　　所谓轻钢结构通常是指由下列钢材所构成的结构：①冷弯薄壁型钢结构；②热轧轻型钢结构；③焊接或高频焊接轻型钢结构；④轻型钢管结构；⑤板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合而构成的结构。 1.1适用范围 　　根

3、据我国目前情况来看，这种结构由于其用度广、优势明显，已大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。对单层工业厂房而言，通常以H型钢，采用焊接连接作为梁柱，以C形或Z形轻钢板作檩条，屋盖系统或楼面系统用压型彩色钢板作面层，上面可浇混凝土，压型钢板既可作为钢筋，必要时也可以再配钢筋。墙面围护也可采用单层或夹层压型钢板，夹层板内部可充填各种保温层。 1.2主要优点 　　1.2.1施工周期短：轻钢结构的最大优点是所有构件均可以由工厂制作现场拼接安装，对一般规模较小的工业厂房仅需45d至2个月，而若采用钢筋混凝土建筑则要8～12个月左右。 　　1.2.2

4、综合经济效益好：由于施工周期短，可以提前投入使用，提前获取投资效益；更由于采用色彩鲜艳的彩色压型钢板，美观华丽，改善了周边环境的动态感；因为建筑物本身的自重轻，一般情况下不需要做桩基，可以节省投资；由于采用了聚苯已烯泡沫夹心板或单板加保温棉等措施后，使保温、隔热和隔章等效果良好。彩色钢板是以镀锌为基板又用硅酮作为表面，经两除两烘加工而成，耐久性也较好，根据目前我国的市场价格，轻钢结构的造价已经低于钢筋混凝土结构，当厂房的跨度越大时，其优势更为明显，这也是它赖以竞争的一大优势。 　　1.2.3抗震性能好：由于钢结构属于柔性结构、自重轻，因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度，极有

5、利于抗震。我国是一个多地震区国家，在地震区建筑中应多多推广应用钢结构，必可大大减少地震灾害和人员伤亡。唐山地震的惨痛教训应予记起。目前，天津市已正式启动轻钢结构住宅。 　　1.2.4宜于拆卸搬迁：一旦业主对所造厂址不满意或外界环境发生意想不到的变化，则整个建筑可在很短时间内拆迁，损失极小，而所有这些是钢筋混凝土建筑所无法具备的。 　　正是由于轻钢结构的诸多优点，而且随着近年来防火、防腐新产品的不断出现，已较好地解决了轻钢结构抗腐蚀性差的缺点，使得它在工业厂房以及民用设施中获得了广泛的应用。 2材料选择和设计中的注意事项 　　轻钢结构作为普通钢结构的衍生结构，其基本计算

6、理论和后者基本相同。详细情况可参见中国工程建设标准化协会标准CECS102-2002《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》，这里仅着重强调几点： 　　2.1在用材上应优先采用“H”形钢，它受力合理，拼接方便，加工容易 　　对于承重结构宜用Q235钢和低合金钢中的16Mn、15MnV或15MnV钢，但需注意Q235-A钢的含碳量不作为交货条件，可焊性无保证，故不宜采用作焊接结构。对于板厚大于25mm的梁翼缘与柱，现场焊接的梁柱节点不宜用Q235-B.F，应尽量选用Q235-B或Q235-B.b，对于特别重要结构宜选用Q235-C或Q235-D。 　　2.2门式刚架的侧移应按规范

7、中的细化规定执行 　　在风荷载作用下，门式刚架的侧移按GB50018《冷弯薄壁型钢结构技术规范》规定为柱顶高度的1/150。但在这2个规程中均作了细化规定并作相应调整，但具体数值不尽相同。设计者在使用时宜予以注意。 　　2.3在设计刚架、屋架和檩条等时，应考虑由风吸力作用所引起构件内力变化的不利影响，此时永久荷载分项系数取为1.0 　　这一规定主要是考虑到当设计的刚架、屋架、檩条在屋面材料较轻的情况下；若受风吸力作用，构件内力将会变号，会出现拉杆变为压杆的情况。在内力变