论文部分内容阅读
摘要：轻钢结构作为钢结构中的一种，轻钢结构在近年来获得越来越多的青睐，从而获得了快速的发展。本文对于轻钢结构设计的特点及其发展趋势进行一定的探讨和分析，以期对相关工作人员和研究者有一定的借鉴意义。
关键词：轻钢结构 设计 发展
Abstract: light steel structure as the steel structure of a light steel structure in recent years, more and more favor, thus obtained the fast development. In this paper, the design of light-weight steel structure characteristic and its development trend carry on certain discussion and analysis, with a view to the relevant staff and researchers have a certain significance.
Keywords: light steel structure design
[中图分类号] TU392.5[文献标识码]A[文章编号]
一、前言
轻钢结构以其自重轻、工期短、抗震性好等各方面的优点，近年来越来越获得设计单位以及其它各种行业的青睐。轻钢结构主要是一种轻型钢结构的建筑体系，这种结构由高效能的材料组成，无论是在构件还是在结构荷载和杆件上，都尽量做到了为整个结构节省重量的目的。从而使这种结构自重轻，因此对于外界的各种振动等都有比较好的适应作用，因此，这种结构更是获得了地震多发地区建筑的喜爱。同时由于这种结构是先由厂家按照一定的生产标准进行生产，然后在施工地点临时组装，所以相对其他各种建筑材料来说，工期就得到了大大的缩短。基于上述特点，使轻钢结构在建筑中的使用更加节省成本，从而减少投资，获得更好的经济效益。因此，对于轻钢结构设计的研究就有非常重要的实际意义。本文就对轻钢结构设计的特点以及其以后或已经呈现出来的发展趋势进行一定的探讨。
二、轻钢结构设计特点
（一）构造设计特点
首先是在结构选型上，需要根据实际的应用来进行结构的选型设计，结构选型关系到整个设计的方法和特点。在进行结构选型设计时，需要根据整个结构体系内部各种构件之间的力学关系、设计经验以及实验结果等方面进行全面综合的考虑和设计。同时还需要对钢结构的实际使用环境进行一定的考虑，如在屋面覆盖跨度较大的建筑中可以选用索膜结构体系，而在雪压比较大的地区，则最好设计有利于积雪滑落的屋面曲线；另外，在地震频发地区的高层建筑中，则有需要采用与以上两者截然不同的核心为支撑框架的结构体系。其次就是在墙体结构的设计上，主要分为两种大的形式。一种是自承重式的墙体，这种墙体主要由内外墙中的各种不同的材料的构件组成，内墙主要包括稻草板、石膏板等材料，而外墙则主要是太空板以及加气的混凝土块等。这些材料共同构成了自承重式的墙体。另一种就是非自承重式墙体，主要构成材料包括彩色压型钢夹芯板等，这种墙体一般为外挂的内横墙。这种墙体设计中需要注意的问题就是保证墙柱的稳定性。另外还需要在外墙上设计用以悬挂外围护结构的装置，一般为墙梁，以钢架的间距以及板跨等的设计尺寸为依据。再次就是整个构造设计的使用舒适度和安全度上的考虑。一是是要采用一定的保温技术。一般的设计都是要在墙体的墙柱上使用一些玻璃纤维进行填充，有时还可以使用一种保温材料贴在墙体上。二是在墙体的隔音效果上，主要是在内外墙之间填充玻璃棉，从而对以空气为介质进行传播的噪音进行一定的阻隔。此外还可以使用在隔户墙体之间设置两道墙柱的方法，从而减少固体对声音的传递。第三就是对于轻钢结构最需要注意的问题，即防火。主要是使用涂抹防火的涂料或隔离法，既要重视对轻钢结构自身防火能力的提高，也要重视采取一定的防火措施对轻钢结构进行一定的保护。
（二）构件设计特点
首先就是在节点设计上，由于轻钢结构中结构柱多采用箱型截面或者呈H 形的截面，同时又由于腹板相对来说比较薄，所以在构件柱之间的连接上主要采用铰接或刚接两种形式。其中铰接主要用于梁与弱轴方向进行联接，而刚接则主要用于强轴方向。又是一些施工中使用半刚性连接法，但是这种方法多数情况下受力不容易掌握，所以采用时需要做到谨慎，或者可以通过事先的实验进行准确数据的取得。总之，无论使用哪种方法，都需要尽量避免焊接的连接方法，因为轻钢结构主要是出于自重轻的目的，所以构件设计的一一般都比较薄。其次是在屋面板楼盖的设计上，主要考虑到两方面的问题，一是对于整个建筑的楼板来说需要有足够的承重力，尤其是在多层的轻钢建筑中，这一问题更是需要引起重视。二是对于轻钢建筑的抗震力来说，需要采用一定的技术措施尽量降低整个轻钢构造的重量。对于以上两方面的要求，一方面需要注意楼板的刚度和整体性的设计和把握，使楼板在使墙体分担承重时，又可以做到与抗侧力结构之间的配合作用，将两者之间的空间进行良好的协调，从而保证整个建筑结构的稳定性。另一方面需要在技术和构造设计上进行双重的改进，从而增强结构的抗震能力。此外还有檩条支撑构件和钢架柱、梁等构架方面的设计。檩条支撑构件主要使用实腹式构件，这种构件在设计上相对来说比较灵活，既可以是单跨简支又可以是连续构件。此外，由于钢结构住宅设计中大开间的形式比较多见，所以钢架柱所承受的弯矩就比较大，从而给设计和材料选择造成一定的难度，此外对于弱梁的情况也应当给予一定的重視，根据梁柱的构件宽度、承重的强度等方面的数据作为设计参考。
三、轻钢结构设计发展趋势
首先就是在多功能上的发展和设计。这种趋势主要是随着社会的发展，人们的生活水平提高，因此对于所生活和居住的环境也就有着越来越高的要求。同时，社会上各种产业也都适应这种要求，增强了本产业或者企业的服务意识和职能。对于轻钢结构建筑来说，也需要将自身的服务进行一定的提高，做到设计更加人性化和科学化。例如，在通风设施或者门窗的开启方式上，需要做到尽量的简化和方便，从而使用起来更加舒适。而在越来越追求职能化的现代社会中，轻钢结构建筑也可以针对人们的这种需求，进行一些自动化设计，从而形成一种系统的结构设计。此外，对于轻钢结构的使用范围越来越广，同时人们的生活也不断地变化发展，所以对于所居住环境的使用方式也在不断变化，轻钢结构建筑也应当考虑到这种要求变化，进行稳定性和承重能力的更新和发展。其次就是对于细部结构的优化。细部的结构是否合理直接影响到建筑是使用寿命和性能，所以需要不断的进行优化。一方面随着人们对于居住和使用环境的要求增加，不再是以前的能用就行，而是讲究舒适和美观，尤其是对于美观的要求更是越来越高，所以在设计中需要对门的形状、安装的方式以及门的设计风格是否与整个建筑相匹配。又例如窗户的设计是否在形状上达到了审美的要求，包角是否细致，是否有很好的防水措施等等方面。另一方面就是人们对于生存环境的安全度要求更高，建筑细部设计是否合理还会影响到整个建筑的稳定性和安全度，例如防火和防震措施是否到位等。另外就是在节约资源的大环境下，轻钢结构设计也会采取一定的措施减少用钢量。其中一个非常重要的方面就是对于门式钢架的用钢量进行节省的措施。例如可以比较不同的柱距设计方案进行用钢量的比较，从而选择用量较少的方案；还可以通过对屋面荷载的估量从而确定门钢的经济跨度；同时又可以对结构设计的形式进行一定的改进从而减少用钢量。
四、结束语
总之，随着社会的发展，轻钢结构势必会因其所具有的各种优点而受到各种建筑行业的青睐，并随着人们要求的改变，而在设计理念和方式上进行不断地改进和提高，从而更加顺应社会发展的需求。
参考文献：
[1] 姜红卫.浅谈轻钢结构中屋面系统的若干问题[J].中国集体经济，2008(2).
[2] 中华钢结构论坛、机械工业第四设计研究院.轻钢结构设计[M].北京：人民交通出版社，2008.
关键词：轻钢结构 设计 发展
Abstract: light steel structure as the steel structure of a light steel structure in recent years, more and more favor, thus obtained the fast development. In this paper, the design of light-weight steel structure characteristic and its development trend carry on certain discussion and analysis, with a view to the relevant staff and researchers have a certain significance.
Keywords: light steel structure design
[中图分类号] TU392.5[文献标识码]A[文章编号]
一、前言
轻钢结构以其自重轻、工期短、抗震性好等各方面的优点，近年来越来越获得设计单位以及其它各种行业的青睐。轻钢结构主要是一种轻型钢结构的建筑体系，这种结构由高效能的材料组成，无论是在构件还是在结构荷载和杆件上，都尽量做到了为整个结构节省重量的目的。从而使这种结构自重轻，因此对于外界的各种振动等都有比较好的适应作用，因此，这种结构更是获得了地震多发地区建筑的喜爱。同时由于这种结构是先由厂家按照一定的生产标准进行生产，然后在施工地点临时组装，所以相对其他各种建筑材料来说，工期就得到了大大的缩短。基于上述特点，使轻钢结构在建筑中的使用更加节省成本，从而减少投资，获得更好的经济效益。因此，对于轻钢结构设计的研究就有非常重要的实际意义。本文就对轻钢结构设计的特点以及其以后或已经呈现出来的发展趋势进行一定的探讨。
二、轻钢结构设计特点
（一）构造设计特点
首先是在结构选型上，需要根据实际的应用来进行结构的选型设计，结构选型关系到整个设计的方法和特点。在进行结构选型设计时，需要根据整个结构体系内部各种构件之间的力学关系、设计经验以及实验结果等方面进行全面综合的考虑和设计。同时还需要对钢结构的实际使用环境进行一定的考虑，如在屋面覆盖跨度较大的建筑中可以选用索膜结构体系，而在雪压比较大的地区，则最好设计有利于积雪滑落的屋面曲线；另外，在地震频发地区的高层建筑中，则有需要采用与以上两者截然不同的核心为支撑框架的结构体系。其次就是在墙体结构的设计上，主要分为两种大的形式。一种是自承重式的墙体，这种墙体主要由内外墙中的各种不同的材料的构件组成，内墙主要包括稻草板、石膏板等材料，而外墙则主要是太空板以及加气的混凝土块等。这些材料共同构成了自承重式的墙体。另一种就是非自承重式墙体，主要构成材料包括彩色压型钢夹芯板等，这种墙体一般为外挂的内横墙。这种墙体设计中需要注意的问题就是保证墙柱的稳定性。另外还需要在外墙上设计用以悬挂外围护结构的装置，一般为墙梁，以钢架的间距以及板跨等的设计尺寸为依据。再次就是整个构造设计的使用舒适度和安全度上的考虑。一是是要采用一定的保温技术。一般的设计都是要在墙体的墙柱上使用一些玻璃纤维进行填充，有时还可以使用一种保温材料贴在墙体上。二是在墙体的隔音效果上，主要是在内外墙之间填充玻璃棉，从而对以空气为介质进行传播的噪音进行一定的阻隔。此外还可以使用在隔户墙体之间设置两道墙柱的方法，从而减少固体对声音的传递。第三就是对于轻钢结构最需要注意的问题，即防火。主要是使用涂抹防火的涂料或隔离法，既要重视对轻钢结构自身防火能力的提高，也要重视采取一定的防火措施对轻钢结构进行一定的保护。
（二）构件设计特点
首先就是在节点设计上，由于轻钢结构中结构柱多采用箱型截面或者呈H 形的截面，同时又由于腹板相对来说比较薄，所以在构件柱之间的连接上主要采用铰接或刚接两种形式。其中铰接主要用于梁与弱轴方向进行联接，而刚接则主要用于强轴方向。又是一些施工中使用半刚性连接法，但是这种方法多数情况下受力不容易掌握，所以采用时需要做到谨慎，或者可以通过事先的实验进行准确数据的取得。总之，无论使用哪种方法，都需要尽量避免焊接的连接方法，因为轻钢结构主要是出于自重轻的目的，所以构件设计的一一般都比较薄。其次是在屋面板楼盖的设计上，主要考虑到两方面的问题，一是对于整个建筑的楼板来说需要有足够的承重力，尤其是在多层的轻钢建筑中，这一问题更是需要引起重视。二是对于轻钢建筑的抗震力来说，需要采用一定的技术措施尽量降低整个轻钢构造的重量。对于以上两方面的要求，一方面需要注意楼板的刚度和整体性的设计和把握，使楼板在使墙体分担承重时，又可以做到与抗侧力结构之间的配合作用，将两者之间的空间进行良好的协调，从而保证整个建筑结构的稳定性。另一方面需要在技术和构造设计上进行双重的改进，从而增强结构的抗震能力。此外还有檩条支撑构件和钢架柱、梁等构架方面的设计。檩条支撑构件主要使用实腹式构件，这种构件在设计上相对来说比较灵活，既可以是单跨简支又可以是连续构件。此外，由于钢结构住宅设计中大开间的形式比较多见，所以钢架柱所承受的弯矩就比较大，从而给设计和材料选择造成一定的难度，此外对于弱梁的情况也应当给予一定的重視，根据梁柱的构件宽度、承重的强度等方面的数据作为设计参考。
三、轻钢结构设计发展趋势
首先就是在多功能上的发展和设计。这种趋势主要是随着社会的发展，人们的生活水平提高，因此对于所生活和居住的环境也就有着越来越高的要求。同时，社会上各种产业也都适应这种要求，增强了本产业或者企业的服务意识和职能。对于轻钢结构建筑来说，也需要将自身的服务进行一定的提高，做到设计更加人性化和科学化。例如，在通风设施或者门窗的开启方式上，需要做到尽量的简化和方便，从而使用起来更加舒适。而在越来越追求职能化的现代社会中，轻钢结构建筑也可以针对人们的这种需求，进行一些自动化设计，从而形成一种系统的结构设计。此外，对于轻钢结构的使用范围越来越广，同时人们的生活也不断地变化发展，所以对于所居住环境的使用方式也在不断变化，轻钢结构建筑也应当考虑到这种要求变化，进行稳定性和承重能力的更新和发展。其次就是对于细部结构的优化。细部的结构是否合理直接影响到建筑是使用寿命和性能，所以需要不断的进行优化。一方面随着人们对于居住和使用环境的要求增加，不再是以前的能用就行，而是讲究舒适和美观，尤其是对于美观的要求更是越来越高，所以在设计中需要对门的形状、安装的方式以及门的设计风格是否与整个建筑相匹配。又例如窗户的设计是否在形状上达到了审美的要求，包角是否细致，是否有很好的防水措施等等方面。另一方面就是人们对于生存环境的安全度要求更高，建筑细部设计是否合理还会影响到整个建筑的稳定性和安全度，例如防火和防震措施是否到位等。另外就是在节约资源的大环境下，轻钢结构设计也会采取一定的措施减少用钢量。其中一个非常重要的方面就是对于门式钢架的用钢量进行节省的措施。例如可以比较不同的柱距设计方案进行用钢量的比较，从而选择用量较少的方案；还可以通过对屋面荷载的估量从而确定门钢的经济跨度；同时又可以对结构设计的形式进行一定的改进从而减少用钢量。
四、结束语
总之，随着社会的发展，轻钢结构势必会因其所具有的各种优点而受到各种建筑行业的青睐，并随着人们要求的改变，而在设计理念和方式上进行不断地改进和提高，从而更加顺应社会发展的需求。
参考文献：
[1] 姜红卫.浅谈轻钢结构中屋面系统的若干问题[J].中国集体经济，2008(2).
[2] 中华钢结构论坛、机械工业第四设计研究院.轻钢结构设计[M].北京：人民交通出版社，2008.