轻钢结构的特点及应用
轻钢结构的特点及应用
作者：杨冬 刁凌
来源：《科技创新导报》2011年第08期
摘 要：轻钢结构除了具有传统钢结构的优点之外，更加突出了“轻”的特点，其结构体系由承重结构、支撑体系、楼盖体系、维护结构、节点构造以及基础体系等部分组成，在设计时尤其要注意钢材的选用以及水平荷载对结构的影响。
关键词：轻钢结构 结构体系 钢材 水平荷载
中图分类号:TU51 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0105-01
现代轻钢结构是指以冷弯薄壁型钢、各种H型钢、薄钢管、焊接薄钢板变截面梁、柱等构成的结构，它除了具有传统轻钢的优点外，还更加突出了“轻”的特征，而且其应用范围也不仅仅局限于小型厂房、仓储或一些临时性的工地住所，甚至也应用于单层或多层民用住宅，办公楼等各个领域，加之其无粉尘的干施工工艺及可回收并重复利用的特点，显示出非常广阔的应用前景。
1 轻钢结构的优势分析
钢结构的一大优点就是结构自重轻，而轻钢结构采用的是轻型H型钢、冷弯薄壁型钢、薄钢管、焊接薄钢板变截面梁等材料，重量更轻，而且其截面形状可根据需要制作成H、T、L、U、W等各种形状，在减轻结构自重的同时，材料的性能也得到了最大的发挥。加之钢结构自身有一定的柔性，因此，在地震等灾害的作用下，其破坏最小。
而且采用这种结构，结构体系简单、材料的规格种类少，设计有程序可依，因此，设计周期短；同时所有的构件都可以在工厂制作，现场进行安装，因此施工周期短。因此，能够提前投入使用从而获得经济效益。加之其结构通常是大跨度、大空间结构，房屋内墙为非承重墙，这样，可依根据需要灵活布置室内空间。
同时轻钢结构的构件之间通常采用螺栓连接，拆装方便，整个建筑物可在很短的时间内拆迁，损失极小。当建筑物的全寿周期结束后，很少产生固体垃圾，废钢回收利用的价值也高，有利于环保。因此，轻钢结构的综合经济效益和社会效益是其他结构所不具备的 2 轻钢结构体系
轻钢结构通常由承重结构、支撑体系、楼盖体系、维护结构、节点构造以及基础体系等部分组成，各部分作用不同，设计方面也有所区别。
2.1 承重结构
承重结构是区别不同的轻钢结构体系的关键，它包括门式钢架结构体系、多层结构体系等，多层轻钢结构体系又包含框架结构体系、框架－支撑体系、钢框架－混凝土剪力墙体系、轻钢龙骨结构体系等多种体系，不同的结构体系其适用范围也不一样，以最常用的门式钢架结构为例，它是平面结构体系，具有受力明确、设计理论清楚等优点，其本身又分为为单跨、双跨、多跨等多种形式，其经济跨度为18～40m，柱距6～9m，檐口高4.5～9m，常用于建造单层工业厂房、超市、仓库、农贸市场等需要大开间的建筑。
2.2 支撑体系
由于轻钢结构属于柔性结构体系，受水平荷载的影响大，因此，为了提高轻钢结构的侧向刚度，通常在柱间用槽钢或角钢沿纵、横单向布置或双向布置垂直支撑体系。支撑在平面上均匀布置，并且与框架铰接,按拉杆或压杆设计,可以采用单斜杆型、X型、人字或倒人字型、W或倒W型以及偏心支撑等多种形式。其中，偏心支撑在比较大的水平荷载下，有良好的延性，而在较小的水平荷载作用下又有足够的刚度，因此应用的更加广泛。
2.3 楼面体系
楼面结构是由钢梁和楼面板组合而成。为了确保钢梁的整体稳定性，楼面主次梁必须通过结构措施与楼面板紧密联系。当前采用的楼板主要有压型钢板一现浇钢筋混凝土组合楼板、现浇钢筋混凝土楼板、轻骨料加气砼楼板、预制轻质混凝土板。其中压型钢板-现浇钢筋混凝土组合楼板,兼具了压型钢板以及现浇钢筋混凝土两种材料的优点，钢筋混凝土能够对钢结构提供有效的保护，同时也能够对钢构件壁板起到约束作用，大大提高了钢结构的承载力。
2.4 围护结构
对于轻钢结构来说，为了进一步减轻结构自重，其围护结构通常采用各类轻质或轻质保温材料，如自承重式的空心砌块、加气砼块、非自承重的压型钢板夹芯板、玻璃纤维加强水泥外墙板等。同时组成屋面和墙面围护系统的构件材料还有冷弯薄壁型钢檩条和墙梁、轻质保温材料、采光材料、天沟及泛水等。
2.5 基础形式
轻钢结构由于结构自重轻，因此其基础相对较小，以柱下独立基础为主，当地基较弱时，可以采用条形基础、十字形基础，柱脚用刚性连接，基础梁采用钢筋混凝土梁或外包砼的钢梁。当采用柱下独立基础时，应考虑各个基础的不均匀沉降整个结构的影响。
3 轻钢结构设计中需要注意的地方
3.1 合理选择钢材以及其他材料。