轻钢结构
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轻钢结构范文第1篇
一、钢结构住宅发展的前景
长期以来，我国因缺少钢材而对建筑钢结构的应用加以限制，使建筑钢结构的使用限制在很小的范围内，而今我国持续三年年钢产量超过1亿吨，成为世界上钢产量最多的国家，为此国家十五规划中，确立了2010年全国钢结构用钢达到钢材总量的5%左右，因此，国家鼓励在住宅领域采用钢结构。
随着钢产量的不断提高，经济的不断发展，对绿色环保型建筑的不断要求，钢材应用于住宅建筑主体结构是历史所趋。我国正在加速发展钢结构住宅产业化进程，发展以标准化、系列化、通用化，以专业化、社会化生产和商品化供应为基本方向的住宅产业现代化体制。国家建设部和中国工程建设标准化协会正在组织研制和开发多层轻钢结构的住宅建筑体系的结构选型，新型围护结构与隔断体系以及钢结构构件及配件，结构体系设计与施工技术，编制相应的设计与施工技术规范和规程。可以预见，不远的将来钢结构住宅的发展和应用会有新的飞跃。
二、钢结构住宅体系的优势
目前经国内广泛研究、实验分析，钢结构住宅通用体系（其中尤以轻钢结构住在最为突出）用于民用住宅，具有独特的优势，与其它住宅通用体系相比，其主要特点是：
1、自重轻，抗震性能好。
2、布置灵活，开间大，使房型丰富，约可提高建筑面积5%~8%。
3、钢结构配件制作工厂化和机械化程度高，商品化程度高，可以工厂化生产，更易实现工业化、定型化、批量化生产，提高劳动生产率。
4、施工周期大大缩短，主要为干作业，有利于文明施工。
5、由于钢结构住宅建筑的自重较轻，基础负载也相应减少，因此降低了基础工程相关的施工难度及造价。
6、钢结构建筑是环保型、节能型的可持续发展产品，无建筑垃圾。
三、结构体系选型
对低、多层钢结构住宅，目前国内外常用的结构体系主要有：
（一）冷弯薄壁型钢体系
构件用薄钢板冷弯成C形、Z形、U形构件，可单独使用，也可组合使用，杆件间连接采用自攻螺钉。这种体系节点刚性不易保证，抗侧能力较差，一般只用于1～2层住宅或别墅。
（二）框架
目前，这种体系在多层钢结构住宅中应用最广。纵横向都设成钢框架，门窗设置灵活，可提供较大的开间，便于用户二次设计，满足各种生活需求。钢框架考虑楼盖的组合作用，运用在低多层住宅中，一般都能满足抗侧要求。但是由于目前框架柱以H型钢为主，弱轴方向梁柱连接的刚性难以保证，因此设计、施工时须慎重处理。
（三）框架支撑体系
在风载或地震作用较大区域，为提高体系的抗侧刚度，增加轴交支撑或偏交支撑效果很好。这种体系为多重抗侧体系，而且梁柱节点，柱脚节点可设计成铰接、半刚接，施工构造简单，基础主要承受轴力，体形较小，因此成为人们青睐的对象。
（四）框架剪力墙体系
在低多层住宅中，可以应用传统的剪力墙体系，如钢筋混凝土剪力墙或钢板剪力墙。目前正在研究的空腔结构板是一种理想的抗侧结构。空腔结构板是一种新型的轻质板材，采用黄纸制成具有众多等边空腔结构的板状基架，然后经浸渍而成。该板材与钢框架可靠连接，便可形成新型剪力墙。另外美国，澳大利亚等国还开发了交错桁架体系，比较新颖。
四、 主要构件设计
（一）柱
如前所述，钢结构住宅一般为大开间，框架柱在两个方向都承受较大的弯矩，同时应该考虑强柱弱梁的要求。而目前广泛使用的焊接H型钢或I字热轧钢截面，强弱轴惯性矩之比3～10，势必造成材料浪费。因此对于轴压比较大，双向弯矩接近，梁截面较高的框架柱采用双轴等强的钢管柱或方钢管混凝土柱是适宜的。对于方钢管混凝土柱，不仅截面受力合理，同时可以提高框架的侧向刚度，防火性能好，而且结构破坏时柱体不会迅速屈曲破坏。因此，尽管平面受力结构中，选用H型钢或I字钢在受力上还是合理的但总体上，箱形钢管柱尤其是方钢管混凝土柱应得到广泛应用。方钢管混凝土柱将是钢结构住宅发展的主要方向，但由于缺乏相应的规范、规程，目前在住宅中应用还很少。
（二）楼盖
在多层轻钢房屋中，楼盖结构的选择至关重要，它除了将竖向荷载直接分配给墙柱外，更主要的作用是保证与抗侧力结构的空间协调作用；另外从抗震角度来看，还应采用相应的技术和构造措施减轻楼板自重。常用的楼盖结构有：压型钢板－现浇混凝土组合楼板，现浇钢筋混凝土板以及钢－混凝土叠合板，而以第一种最为常用。目前，在多层轻钢房屋整体分析时，还普遍不考虑楼盖与钢梁的组合作用，即使设置抗剪键，也偏保守地假设钢结构承受全部荷载，这样不仅增加材料用量和结构自重，反而会造成强梁弱柱的不利情况。
研究表明，考虑组合作用后主梁的刚度大大增加，使得梁的挠度和地震作用下柱顶的侧移大为减少，此考虑组合作用应予关注。为使楼层高度减到最小，提供更大的空间，组合扁梁楼盖也成为一种趋势。
（三）支撑体系
支撑分轴交支撑和近年发展起来的偏交支撑两种，前者耐震能力较差，后者在强震作用下具有良好的吸能耗能性能，而且为门窗洞的布置提供了有利条件，目前国内用的还很少，建议在高烈度区首选偏交支撑。
（四）节点抗震设计
钢结构体系当中，节点的设计和构件的设计具有同等的重要性，因此必须给予充分的重视。钢结构的节点设计包括梁－柱节点、梁－梁节点、柱－柱节点、柱脚节点、柱帽节点等。设计时应确保节点的安全可靠，并尽量采用简捷、稳定、可靠的施工工艺，减少或避免现场的焊缝连接。钢节点的形式按传力特性大体可以分为三类：铰节点、半刚性节点、刚性节点。刚性、铰接节点的受力性能、施工工艺研究得比较成熟，因此在工程中取得了广泛的应用。采用的几种梁－柱节点连接形式。由结构布置分析，考虑工程实际情况，在设计时，多层房屋钢结构柱多采用焊接工字形或箱形截面，由于焊接工字形截面腹板比较薄，故在此弱轴方向与粱的连接多采用铰接，而强轴方向则采用刚接形式。不难发现，铰节点形式简单，施工方便，但它使得梁跨中弯矩加大，增加用钢量，不经济；刚性节点构造复杂，但其有效的降低了跨中弯矩，节约了用钢，有较好的经济效应；而半刚性节点应用比较少，主要是其受力特性比较复杂，往往通过试验来取得较为准确的设计数据。
（五）墙体材料的选取
一般来说，为了突出钢结构自重轻、布置灵活、可改性好的特点，钢结构住宅不宜采用传统的黏土砖或其它自重较大的材料。通常采用轻质材料，比如：空心混凝土砌块、加气混凝土、压型钢板加轻质保温材料组成的复合墙体、OSB板、CS板等。目前使用的比较多的是蒸压轻质加气混凝土板（Autoclaved Lightweight Concrete）简称ALC板(块)。这种材料质地较轻，具有较好的防水，防渗透能力，保温性能好，隔声效果与一般混凝土空心砌块相当，自身的强度高，施工方便、快捷。无论做外墙还是内隔墙效果都比较理想。
五、推广轻钢结构、钢结构住宅体系的一些建议
1）相应行业规范、规程的及时编制与实施，形成规范化的设计、施工程序。
2）结构体系优化设计方法、各种大型结构设计软件的开发与研究。
3）轻钢结构、钢结构住宅施工方法的研究。
4）对各种抗腐蚀性、抗外界环境影响的钢种的研究开发。
5）半刚性连接节点受力性能分析与研究。
轻钢结构范文第2篇
关键词 ：轻钢结构；单层厂房；设计；
中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：
引言
随着国家经济的快速发展，钢结构在建筑领域起到了举足轻重的作用，扮演着越来越重要的角色，无论在工业还是民用建筑中，钢结构以其突出的特点迅速地占领着越来越广的市场。其特点有：其整体刚度和抗震性能好、施工速度快、自重轻、承载力高，在大跨度及超高层建筑中代替了钢筋混凝土结构，但也存在着防火性能差、易腐蚀等缺点，在设计中根据其特点扬长避短才能更好地发挥钢结构的作用。
一、钢结构厂房空间结构解析
为了使本论文的钢结构厂房分析设计更具有针对性和信服力，这里以实际的炼钢厂房钢结构厂房为具体研究对象进行分析讨论。由于钢铁工业是国民经济的支柱产业，炼钢厂就成了一个重要的生产场所，属于抗震规范中的乙类设防建筑。由于工艺布置的特殊性和生产设备的需要，炼钢厂主厂房往往具有质量、刚度分布严重不均匀的特点。又基于建设周期及抗震性能等的综合考虑，这类厂房大都采用全钢结构建造。本文中以某设计生产能力为50吨的转炉炼钢厂为研究对象。
由于工艺要求的复杂性，该厂房由炉渣跨、加料跨、炉子跨、钢水接收跨、连铸浇铸跨、连铸出坯跨共六跨组成，核心设备布置在炉子跨中部的塔楼内。该转炉炼钢厂房主要由塔楼、散状料上料系统、柱子系统、屋盖系统和吊车梁系统几大部分组成，各部分的结构大都是由型钢和钢板焊接或螺栓连接而成。
二、轻钢结构单层厂房设计的要点
2.1结构体系
1) 门式刚架分为单跨、双跨、多跨以及带挑檐的和带毗屋等多种形式。多跨刚架中柱与刚架梁的连接可采用铰接。
2) 轻型钢结构工业厂房结构体系中，屋面常采用有檩体系，檩条间距为1． 5 m，屋面板为压型钢板或夹芯板，檩条采用冷弯C 型钢或高频焊接薄壁H 型钢; 外墙采用有墙梁体系，墙梁间距为1.5 m ～ 2.1 m，墙面板为压型钢板或夹芯板，墙梁采用冷弯C 型钢或高频焊接薄壁H 型钢。主刚架梁下翼缘和主刚架柱内侧翼缘平面外的稳定性，可通过在刚架梁下翼缘和檩条间或刚架柱内侧翼缘和墙梁之间设置的隅撑来保证。主刚架之间的水平支撑可采用张紧的圆钢或角钢。
3) 根据跨度、高度和荷载不同，门式刚架的梁柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字钢或成品H 型钢截面。单层厂房中当设有桥式起重机时，柱截面宜采用等截面构件。
4) 轻钢结构工业厂房刚架柱基础，刚架柱柱脚与钢筋混凝土基础的连接可按铰接或刚接，当厂房内设有桥式起重机时按刚接连接，其他情况按铰接连接。
焊接实腹式工型截面门式刚架承重结构由刚架和基础两部分组成。门式刚架承重结构体系的刚架、檩条( 或墙梁) 以及压型钢板间通过可靠的连接和支撑相互依托，体系受力更趋向于空间化。
2.2 结构布置
1) 屋面结构平面布置
单层厂房轻刚结构房屋伸缩缝的设置: 当房屋纵向长度不小于300 m，横向长度不小于150 m 时需要设置温度伸缩缝。温度伸缩缝的做法有两种: 檩条连接处的螺栓孔采用椭圆孔或设置双排柱，使结构有足够的伸缩空间; 吊车梁与柱的连接处宜采用椭圆孔。
屋面檩条的布置，应考虑天窗、通风屋脊、采光带等因素的影响，屋面压型钢板厚度和檩条间距应按计算确定。
2)墙面墙梁布置
单层厂房轻刚结构房屋墙面墙梁的布置，应根据门窗的位置、大小确定墙梁的位置，另外设有挑檐、雨篷时还应增设墙梁等构件，墙梁的规格尺寸应由计算确定，同时还应考虑墙面板的规格，考虑到厂房的美观，一般墙面梁设在主刚架柱的外侧。
3) 支撑布置
横向水平支撑和竖向柱间支撑可提高刚架的整体刚度，并能承担和传递水平力，防止杆件产生过大的振动，避免压杆的侧向失稳，可保证结构安装时的稳定。
当设有温度伸缩缝时，在每个温度伸缩单元应分别同时设置横向水平支撑和竖向柱间支撑以形成几何不变、稳定的空间结构体系。
横向水平支撑一般设置在温度伸缩单元两端第一开间刚架梁上翼缘，在水平支撑交叉的节点处应设置刚性系杆。横向水平支撑的间距不大于45 m。横向水平支撑既可以采用十字交叉圆钢，又可以采用双角钢作支撑。
当温度伸缩单元长度不超过90 m 时，在温度伸缩单元两端第一开间的上柱处设置上柱柱间支撑，在温度伸缩单元中间的柱开间内分别设置上下柱柱间支撑。上柱柱间支撑为单片角钢，连接在柱腹板的中间，下柱柱间支撑为双片角钢，连接在下柱两侧翼缘。值得注意的是在温度伸缩单元的端部不设下柱柱间支撑。
在刚架转折处应沿房屋全长设置刚性系杆。
三、轻钢结构厂房钢构件的设计
3.1 主要承重构件( 刚架) 内力计算方法
刚架的内力计算方法分弹性分析和塑性分析方法，变截面门式刚架通常采用弹性分析方法，等截面门式刚架通常采用塑性分析方法，同时还应满足现行《钢结构设计规范》的相关要求。
3.2 门式刚架位移( 侧移) 计算
当屋面坡度不大于1 ∶ 5 时，柱顶在水平力H 作用下的位移( 侧移) u，可按下列公式计算:
柱脚铰接刚架:
柱脚刚接刚架:
其中，h，L 分别为刚接柱高度和刚架跨度; Ic，Ib分别为柱和横梁的平均惯性矩; H 为刚架柱顶等效水平力; ζt为刚架柱与刚架梁的线刚度比。
3.3 构件强度计算
工型截面受弯构件在剪力、弯矩共同作用时，强度按下式进行计算:
当
当截面为双轴对称时:
其中，Mf为两翼缘所承担的弯矩; Me为构件有效截面所承担的弯矩，Me = We f，We为构件有效截面最大受压纤维的截面模量;Af为构件翼缘的截面面积; Vd为腹板抗剪承载力设计值，Vd =hw tw fv '。
3.4 构件稳定计算
轴心受压构件( 工型截面) 局部稳定计算:
受压翼缘:
腹板:
其中，b 为受压翼缘自由外伸宽度; t 为受压翼缘的厚度; fy为钢材屈服强度; hw为腹板的计算高度; tw为腹板的厚度。
3.5刚架柱基础的设计
3.5.1基础形式
门式刚架轻型房屋钢结构常用的基础形式有:
1) 钢筋混凝土独立基础，一般用于地基承载力比较大，土质比较均匀的情况。
2) 柱下条形基础多用于加固工程中，在处理新旧建筑物基础时，可以避免对旧建筑物基础造成不利的影响。
3) 桩基础一般用于深基础，地基回填土较多、持力层较深的情况。
3.5.2 基础的设计
1) 轻钢结构厂房门式刚架柱基础通过钢板与钢筋混凝土基础之间连接采用铰接或刚接柱脚。
2) 柱脚锚栓应采用Q235 钢或Q345 钢制作。锚栓的锚固长度应符合GB 50007-2002 建筑地基基础设计规范的规定，为抵抗上拔力锚栓端部设置弯钩或锚板，锚栓的直径不小于24 mm，且应采用双螺母或采取防止螺帽松动的有效措施; 柱脚锚栓按下柱柱间支撑传递的纵向风荷载和吊车刹车力或纵向地震作用的上拔力计算。刚架柱底部的水平力由柱脚底板与钢筋混凝土基础顶面之间的摩擦力来承担，若还不满足须设置槽钢或角钢抗剪键。计算柱脚锚栓的受拉承载力时，应采用螺纹处的有效截面面积。
结束语
轻钢结构具有自重轻、工厂化和商品化程度高、施工周期短、节能环保等明显的优点。轻钢结构门式刚架设计在单层工业厂房中越来越得到人们的青睐，但它毕竟还是一个新生事物，需要我们设计人员在工程设计中不断的探索、改进、回访中积累经验，进而解决在工程设计中遇到的新技术、新问题。新技术、新材料的应用给设计人员提供了锻炼的机会，带来了新的挑战，只要对不断出现的新技术、新材料、新问题勇于探索、勇于创新，就能攻克难关，从而使新技术、新材料得到广泛应用，我们的设计水平也会有较大的提高。
参考文献
[1]魏明钟.钢结构设计新规范应用讲评[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2]李春祥,黄金枝,金兢.高层钢结构抗风抗震控制若干问题探讨[J]. 振动与冲击,2000.
轻钢结构范文第3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4篇
引语
现代轻钢结构主要是指使用轻质材料作为围护材料的单层实腹门式刚架结构，一般具有轻型外墙和轻型屋盖。轻钢结构以其施工速度快的特点，于二战时期在战地军营、仓库等设施中得到了广泛的应用和发展。目前在英、美等发达国家中，轻钢结构已经成为主要的建筑结构形式，并且相关的轻钢结构设计理论、制造工艺和作业技术都发展得相当完善。在我国，受到冶金行业发展的限制，在过去相当长的时间内，钢结构一直由于造价高昂而很少应用到建筑工程中。现在我国钢产量已经突飞猛进，跃居世界第一位，供应远远大于需求，钢材的价格也相应下滑。在这样的形势下，轻钢结构在我国建筑行业中悄然兴起。相比于传统材料，轻钢结构在建筑的应用既拥有得天独厚的优势，也面临着很多发展难题。
1. 轻钢结构建筑的优势
（1）施工周期短，作业方便，更具经济性。轻钢结构可以实现在工厂生产线批量生产，然后直接运输到施工现场进行安装，施工效率高，周期短。而普通钢筋混凝土建筑的施工周期普遍较长。另外，混凝土建筑的施工现场设施较多，作业复杂且具有一定的危险性。相比之下，轻钢结构建筑的施工作业相对简单方便，也更安全。我国钢产量的井喷使钢材的成本低廉了许多。而轻钢结构在相同的外载荷、相同跨度，采用相同结构形式的情况下，比普通钢结构钢材的用量少得多，使得轻钢结构更具有经济性，符合当代集约型经济的发展潮流。
（2）便于布置，空间利用率高。传统砖混结构和砼结构因为材料本身所占的空间和力学性质限制了建筑空间的布置。经常出现许多难以避免的结构设计问题，既影响建筑整体的美观，又容易留下安全隐患。而轻钢结构自重轻，力学性能高，具有更强的抗震性能和更高的安全系数。另外，轻钢结构体积小，也为建筑省下了不少的空间。这使得在使用轻钢结构的建筑中，使用空间可以按照需要随意划分，极大的提高了空间的利用率，也使得整个建筑显得简约美观。
（3）在建筑中推广轻钢结构，有利于保护环境。轻钢结构属于环保节能型产品。传统建筑施工完成后，或多或少都会留下废弃的砖块、混凝土等建筑垃圾，既浪费材料，又难以清理，污染环境。而轻钢结构在施工时现场杂物少，施工完成后余料可以回收，不会留下任何建筑垃圾，绿色环保，符合可持续发展的要求。即使以后轻钢结构建筑需要拆除，所耗费的钢材也可全部回收。所以，轻钢结构建筑可谓是真正的“绿色建筑”。
2.轻钢结构建筑存在的问题
轻钢结构建筑体系虽然在国外经过数十年的发展，其设计理论、技术以及制造工艺都发展得相当成熟和完善。但在国内，轻钢结构在建筑中的应用仍然是一个新东西。近几年轻钢结构在国内建筑行业逐渐兴起，成星火燎原之势，但仍然存在不少问题。
（1）轻钢结构工程质量问题。相比于国外成熟的理论分析和先进的软件及设备，国内的相关研究则落后不少。中国目前缺乏具有针对性的轻钢结构建筑标准和规范，这导致轻钢结构建筑工程在施工和验收时都会遇到不少的问题，严重影响到整个工程的质量。由于技术或材料的原因导致的个别轻钢结构建筑的倒塌事故更是让人们对这一新生事物产生观望的心理。同时，与传统砖混结构或钢筋混凝土结构相比，轻钢结构建筑的防火能力也受到钢材本身的物理性质限制，即使经过防火处理，也难以长时间耐受高温。
（2）社会认可度有待提高。尽管轻钢结构建筑具有施工简便、造型美观、空间大等优点，其在国内仍然是新兴事物，人们对它的认可度仍普遍较低。特别是在选择住宅时，大多数人们对轻钢结构建筑的安全性、舒适性等存在诸多疑虑。人们的这种担心，正是由于对轻钢结构建筑缺乏了解。这就需要业内人士加强宣传力度。同时，“事实胜于雄辩”，一个高质量的示范工程可以有效的向人们展示轻钢结构建筑的优势，提高其社会认可度。
（3）相关人才、技术的缺乏。在目前的高等院校教学内容中，鲜有涉及轻钢结构在建筑中应用的相关知识，同样施工工地上也相当缺乏熟练的轻钢安装工人。正是人才和技术的缺乏拖慢了轻钢结构建筑发展的脚步。科学技术是第一生产力，只有相关的人才和技术的进步，才能推动整个轻钢结构建筑行业的发展。国内轻钢结构建筑仍属于起步阶段，关于轻钢结构的理论分析、结构设计和制造工艺都与国外相差甚远，这也必然导致国内难以建设出高质量的轻钢建筑示范工程。尽管目前国内相关人才和技术极度匮乏，但随着国内一些单位和企业积极引进国外的先进技术和设备，这些问题都能得到很好的解决。
结语
相比于传统建筑，轻钢结构建筑施工周期短，作业方便，经济性好；便于布置，空间利用率高；同时节能环保。尽管具有上述优势，轻钢结构建筑在我国的发展仍属于起步阶段，面临着诸多问题。随着国家经贸委和建设部一致通过将轻钢结构在建筑中的应用列为国家重点技术创新项目，轻钢结构建筑具有美好的发展前景。高新技术和设备的引入也会极大的推动轻钢结构在建筑中的广发应用。发展轻钢结构建筑给中国的集约式经济发展模式带来新的增长点。随着相关技术的成熟和体系的完善，相信在不久的将来，轻钢结构在建筑中的应用必然会给整个建筑行业带来一场深层次的革命。
参考文献
轻钢结构范文第5篇
关键词：轻钢结构；住宅；前景
前 言：轻钢结构住宅是以经济型钢构件作为承重骨架，采用压型钢板或轻质板材料作为墙面围护结构，并以高强螺栓等连接件和密封材料将承重构件、围护结构构件等在现场组装起来的预制装配式居住类建筑。此类建筑自重轻，安装方便，施工周期短，工业化程度高，抗震性能好，可循环利用，因此在国外得到了广泛的应用。目前轻钢结构已成为发达国家的主要的建筑结构形式。
一、国内外轻型钢结构住宅的发展
在美国、日本、英国、澳大利亚等发达国家，钢结构应用于住宅已经有几十年的历史了，它们采用工业化程度较高的钢结构建筑体系，建造了大量的钢结构住宅，形成了一批完整的、标准的钢结构住宅体系。近年来，由于环保意识的增强和木材短缺等因素的影响，中低层轻型钢结构正在这些国家快速的应用与发展。在芬兰、瑞典、丹麦、法国等国家，各种钢结构建筑体系已经相当普及，其中瑞典的钢结构尤其是轻钢结构最为发达，轻钢结构预制构件达95%，同时也是当今世界上最大的轻钢结构住宅制造国生产供应欧洲各国。而在北美大陆，有95%以上的低层民用建筑均使用木结构或轻钢结构建造，北美的轻钢结构体系市场也以超过30%的速度快速增长，逐步被市场广泛接受。轻钢结构住宅起源于美国，同时在美国的发展也是最快的，1965年轻钢结构在美国仅占建筑市场的15%，而到2000年已经上升到75%。住宅用构件和部件的标准化、系列化，以及专业化、商品化、社会化程度很高，几乎达到100%。目前澳大利亚钢结构住宅建造量大约占全部新建住宅的50%，其轻钢结构住宅建筑体系以镀锌冷弯薄壁型钢作为承重结构，镀锌冷弯型钢采用高强、防腐钢卷板，钢板厚度仅为0.75mm；除基础施工外，其余均为干作业施工安装。由于保护环境，设计合理，竣工迅速，并且具有卓越的抗震性能，钢结构住宅在日本已日趋成熟。根据日本预制装配建筑协会的统计，到20世纪90年代末，日本预制装配住宅中木结构占18%，预制混凝土结构占11%，而钢结构系列的比例已经多达71%。
我国钢结构住宅起步很晚，而轻钢结构住宅在我国尚属实验阶段、起步阶段。目前，我国钢材的产量增长速度比较快，20世纪80年代以后，我国钢产量逐年增加，达到5 000万t～9 000万t；2003年我国钢产量首次突破2亿t，连续8年居世界首位，而且钢材的品种、规格和产品质量均接近和达到国际先进水平，基本满足发展钢结构住宅建筑的需要，这为发展钢结构住宅提供了材料基础，且极大地促进了轻钢结构的推广和应用[2]。近年来，国内轻钢结构住宅的研发工作已经初步开展，有关部门倡导大力推广使用国产钢材，与国内钢铁生产企业形成互动，促进国内钢铁产业的良性发展。据报道，《轻型钢结构住宅技术规程》于2010年6月由住建部批准，它是我国建筑行业第一部关于钢结构住宅的技术规程，将为我国的轻型钢结构住宅行业提供标准及依据。该规程的出台，标志着我国轻型钢结构住宅产业进入了一个新的发展阶段，轻型钢结构住宅在我国的发展已经具备了较好的物质和技术基础。虽然钢结构住宅以其节能、环保、省地等特点在中国的关注程度日益增加，但推广程度与发达国家相比还存在很大的差距。据了解，中国目前钢结构住宅的比例不足5%，而发达国家一般都在40%以上。
二、钢结构住宅的结构体系
（一）冷弯薄壁轻钢或小型热轧型钢龙骨结构体系
这种结构体系主要用于3层以下的低层和别墅住宅中，是由C型或U型或者方钢管组成的龙骨架结构体系，用钢量是普通钢结构的1/3～1/2。楼面梁传递的竖向力是通过柱子与上下龙骨和支撑组成的受力墙壁来承担，水平力则是由作为隔板的轻质楼板传至受力墙壁再传至基础的。
（二）无比钢轻钢龙骨结构体系
无比钢轻钢龙骨结构体系是一种冷弯薄壁型钢结构体系，其上部结构由楼板、桁架梁和墙体构成，而结构体系中最基本的单元是小桁架，由冷弯薄壁方（矩）形钢管和V型连接件通过自攻螺丝连接而成，它既可直接作为楼层中的桁架梁，也可充当墙体中的受力骨架。墙体则是通过蒙皮、抗拉钢带和自攻螺丝把若干竖放的小桁架整体装配而形成的，可以建造6层住宅。
（三）轻钢密肋柱+复合围护结构体系
这种结构体系是北新集团开发的轻钢住宅体系，是由轻钢密肋柱和复合围护构成，构件经过特殊防腐处理，节能采用先进的维护保温方式，有效避免钢结构中的冷桥和热桥问题。
（四）轻钢框架+填充轻钢剪力墙结构体系
这种结构体系也是北新集团开发的，是在独立基础上采用轻钢框架与填充轻钢剪力墙相结合的体系，极大地提高了建筑抵抗地震破坏的能力，适用于6层以下的建筑。除此之外，常用于住宅的结构体系还有纯钢框架结构体系、钢框架支撑体系、钢框架筒体体系以及错列桁架结构体系。
三、钢结构住宅的优势分析
（一）施工方面的优势
钢结构住宅的大部分构件梁、板、柱都是在工厂制造，在施工现场通过焊缝连接或螺栓连接进行整体组装，生产效率高，且可全天候作业。施工现场作业量小，可以减少施工的临时用地，与传统建筑材料相比，对环境污染小，建筑垃圾少，再加上钢结构本身还可以承担施工荷载，施工时可以节省支模、拆模的材料，加快施工速度，缩短工期，为降低造价、提高效益创造了条件。
（二）结构空间功能布置的规划优势
传统的砖混住宅由于是砖墙承重，墙体多，限制了空间布置的灵活性，且家庭在二次装修时若改变墙体布置，既增加了经济负担，又破坏承重墙而增加了危险隐患。钢结构住宅由于材料强度高、重量轻的特点，可以采用大开间的柱网布置，使住宅空间的功能布置划分灵活，可以满足不同家庭的设计需要。同时，钢结构住宅在垂直方向比传统结构能更好地应用错层、跃层结构形式；还有钢结构住宅的构件截面尺寸小，还可以增加使用面积，提高建筑的使用率。
（三）结构的承载力和抗震优势
钢结构住宅的材料强度高，与砖石、混凝土相比，在同样的受力条件下，钢结构的构件截面尺寸最小，自重轻，便于安装和运输，且承载能力也最高，适合建造多高层住宅。同时，钢结构住宅的材料还具有良好的塑性、韧性，抗冲击和抗震动能力强，其抗震性能也优越于传统住宅的结构形式。
轻钢结构住宅产业化作为一个新兴的朝阳产业，其结果必将改变我国现在居民的住房水平，满足人们对住宅舒适性的需求。同时，推广和发展轻钢结构住宅，可以带动建材、冶金、化工、机械等几十个相关产业的发展，对于快速拉动国民经济发展，提高建筑业的技术含量和整体水平，促进国民经济结构的调整，实现住宅业的产业化、标准化、规范化具有战略意义。
参考文献：
[1]蔡婷.展望钢结构住宅的发展趋势[J].建筑技术开发，2003[12].
[2]王元清等.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）.
