认识轻钢结构建筑

定义：由轻刚结构作骨架，多层组合的轻体墙作外围护结构，经装饰和装修而成的房屋，简称轻钢建筑

??特点：轻便、精确，成型方便、快速，便于工业化生产、运输，施工和安装均较方便，可大量使用非专业人员，工期短、造价低。用材上与通常热轧型钢截面相比，在同样截面积下，薄壁型钢截面具有较大的回转半径和惯性矩，用作受弯和受压构件时，可提高构件的承载能力和刚度，可节约钢材

轻钢建筑主要支承构件

??由厚度1.5－5mm的薄钢板经冷弯或冷轧成型的薄壁型钢及其制品所构成。型钢的同一截面各部分的厚度都相同，截面各转角处呈圆弧形。薄壁型材还包括厚度1.2mm以下各种型式的压型薄钢板，它的制品往往具有支承和围护两个方面的功能。另外，采用小截面型钢如角钢、管钢、槽钢、扁钢和圆钢等组成的构件，或与薄壁型钢组成的构件，亦经常用作轻刚结构的支承构件

??国外行业发展

??国外主体结构主要采用高强度，冷扎彩板、镀锌或镀铝锌钢板；国外围护结构主要采用镀铝锌板或不锈钢板

??国内行业发展

??轻刚结构在我国已进入快速发展时期，已在工业建筑中得到广泛的应用，轻钢住宅已成为轻型钢结构应用的新领域和新的增长点，但与国外的发展水平相比，无论在建筑设计、结构设计，还是在制作安装技术方面，我们都有很大的差距。但是由于现在钢材供应充足，价格较低，轻钢结构已不再是造价比混泥土贵的结构型式。其用钢量一般在20%－50%每平方米，综合造价已和混泥土结构持平，且多数情况下还低于传统的混泥土结构，并具有施工快、建筑美观的竞争优势。越来越多的建设单位已认识到轻钢结构的优越性，逐渐成为工业建筑首选的结构形式，在多层民用建筑中也已得到了认同。

??应用范围

??高新技术企业、仓储、轻型工业厂房、商场、展厅、体育馆、候车室等大跨度公共建筑，多层工业厂房、学校、医院、办公、娱乐等多层公共建筑以及超市、零售、百货等改扩建建筑

??门式刚架轻型房屋钢结构定义：门式刚架是指采用门式刚架为主承重结构，压型钢板为围护结构的结构体系。

??特点：造价低、重量轻、安装方便、施工周期短

??应用范围： 厂房、仓库、超市、体育及娱乐设施等大跨度建筑

??主要建筑材料：焊接h型钢、彩色压型钢板

??行业政策：国家已经颁布了《门式轻型房屋钢结构技术规程》（cecs102：l98）

??现状及前景展望：我国已建成的门式刚架轻钢结构房屋已达800多万m2，而且以每年约100 m2的速度增加。

??工程实例 ??

??72m北京西郊机库

??68m沈阳桃仙机场机库

??60m江南造船厂仓库

??60m大连北粮粮库

??60m长沙长途汽车站

??72m大连南关岭粮库

??薄壁钢板拱壳屋面结构体系定义：薄壁钢板拱壳屋面结构体系是一种采用彩色钢板现场双向滚压成型的屋面结构体系，　　　　

??这种屋面是将单层彩色钢板滚压成有折皱槽形板带，二次滚压成设计跨度的弧形板带，板带之间通过机械咬合锁边形成整体屋面。

??特点：无梁、无拄、无铆钉螺栓，施工速度快，用钢量省，集承重和围护于一体

??双向抗力，受力形式比较合理。拆装方便。

??应用范围：厂房、仓储、商业、农业和机库

?  主要建筑材料：彩色涂层热镀锌钢板带

??现状及前景展望：这种结构形式于90年代初期传入国内，国内已有多个厂家开发了专利产品和成型机组，屋面结构主要采用圆弧拱体系，有落地和非落地两种形式，多采用无窗封闭式屋面，已建成压型钢板拱形结构工程的建筑面积约２５０万平方米，年增长量达１００万平方米以上。

??目前还没有统一的设计方法，对设计和施工中存在的问题认识不足，工程事故不断，有关部门正组织编制相应的技术规程。

    但由于该结构具有良好的经济效益，因此仍有广阔的应用前景。

??目前问题    拱形屋面结构所要考虑的主要问题，是拱壳的整体稳定性和局部稳定性分析。由于拱壳的内力分布状态和变形特征对缺陷极为敏感，工程实践表明，截面折皱虽然加强了局部稳定性，但对整体失稳影响很大，特别是受半跨雪载及在风吸力作用时整体稳定性更突出，此外拱脚报力对下部结构也提出了更高的要求，拱形屋面与下部结构的相互作用也对拱的稳定性有很大影响，拱形屋面结构的设计和分析计算理论还有待于进一步研究和完善。

??多层轻型房屋钢结构定义：多层轻型房屋钢结构主要是指采用焊接或热轧Ｈ型钢为主要承重框架结构，由压型钢板组合楼盖、轻质围护结构和内隔断配套组合而成的结构体系，优势设置支撑提高侧向稳定性。

??特点：布局灵活，净使用面积大、外型设计自由美观、设计制造安装周期短。

??结构抗震能力强，采用＋组合楼盖可保证钢梁的整体稳定性，提高梁的刚度和承载力

??应用范围：住宅、多层工业厂房、学校、医院、办公、娱乐等公共建筑、超市、零售、百货等商业建筑、旧建筑加层、改扩建等

??主要建筑材料：主结构采用热轧或高频焊接Ｈ型钢或方、圆管构件，楼面结构采用压型钢板－现浇混凝土组合楼板

??围护体系采用彩色金属夹芯钢板、玻璃幕墙及各类轻质填充砌快

??标准规范：国家鼓励发展多层轻型房屋钢结构及其配套建材,《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要(草案)》中指出，“十五”期间，应以多层钢结构房屋为突破点。使我国钢结构登上一个新的台阶，当前条件已经具备，问题在于引导。

??多层轻型房屋钢结构设计的依据为《钢结构设计规范》(gbjl7_88)，中国工程建筑标准化协会组织编制的《轻型房屋钢结构设计规程》正在报批中。

??技术要点

    多层轻型房屋钢结构按空间刚架分析设计，无柱间支撑按有侧移框架设计，柱截面采用h形或箱形，梁为工形实腹梁，主梁和柱间刚接或铰接，主次梁间宜铰接；组合楼盖可采用压型钢板或预制板叠合楼盖。楼层粱宜按组合梁设计，栓钉等抗剪件的数量和大小应按受力要求布置，如不考虑组合作用，可按构造要求布置栓钉等抗剪件。采用蜂窝梁即能提高截面利用率也为设备管道提供通过空间，关于蜂窝梁的设计和计算，国内尚无明确规定，但有国内外试验研究资料可供设计参考。柱间支撑、墙面支撑和屋面支撑传递吊车纵向力及应按抗风、抗震和构造要求设计。新型压型钢板密肋组合楼盖支承在梁的加宽下翼缘(s1imdek)，梁肋之间可布置设备管道，梁板总体结构高度仅300mm，也改．善了梁的防火性能，但需要解决梁的抗扭设计问题。

??现状及前景展望 ??目前我国钢材市场供大于求，钢材价格显著下降。1997年和1998年马鞍山钢铁股份有限公司、莱芜钢铁股份有限公司和鞍山第一轧钢厂建成三条生产线开始生产h型钢，设计能力为140万吨，规格为h＝100mm_700mm。2000年产量预计达到40多方吨。上海大通公司于1997年5月开始生产高频焊接轻型h型钢，并投放市场，已在新疆库尔勒市金风信用社住宅楼试点工程中应用。结合我国的国情，增大国内需求，增加人民的住宅条件，轻型多层钢结构房屋轻型钢结构住宅，成为我国目前钢结构的热点。