轻钢结构设计解析
轻钢结构设计理念探讨

轻钢结构设计理念探讨1 前言近些年来,随着我国经济的飞速发展和城市化建设进程的不断加快,进一步推动了建筑业的发展,各类建筑工程如雨后春笋般拔地而起。
轻钢结构以其施工周期短、性价比较高、环保性良好、抗震性能力强等优点被广泛应用于建筑领域当中。
轻钢结构在当今的居民建筑、厂房建筑等领域发挥着不可替代的作用。
随着轻钢结构运用领域的逐步扩展,使用者对之所期望的要求标准越来越高,如何通过运用设计理念来最大程度上满足需求,积极地制定合理的实施方案,有必要进行深入探讨。
2 轻钢结构简介所谓的轻钢结构具体是指结构主要构件的钢板厚度大于等于10mm。
从某种角度上讲,轻钢属于一个不太精确的名词,在建筑领域中,对它的解释有两种:其一,按照我国现行的GB50017-2003中的有关规定指出圆钢、小角钢的轻型钢结构是指采用圆钢和小于L45×4与L56×36×4的角钢制作而成的轻型钢结构,这种结构在钢材匮乏的年代用于不适宜钢混结构制造的小型结构当中,目前已经不在少见;其二,按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中的有关规定指出具有轻型屋盖和轻型外墙的单层实腹门式钢架结构,这里的轻型主要是围护结构是以轻质材料为主。
由于目前我国现行的规范和技术文件当中都没有重钢结构一说,为了区别轻型钢结构建筑,更准确一点的说法应当是普钢结构。
这是因为普钢结构的范围相对要更广一些,既可以包含各种类型的钢结构且无论荷载大小,而且还能包括轻钢结构的许多内容。
3 轻钢结构优点3.1施工周期短对于轻钢结构而言,其大部分构件基本能上都在工厂内制作完成,而在施工现场只需要进行简单的拼接安装即可,一些规模中等的工业厂房整个施工周期大概只要45-60d左右便可完成,如果采用钢混结构最低也需要8个月左右才能竣工。
两者相比之下,轻钢结构在工期上的优势非常明显。
3.2性价比较高因为轻钢结构建设工期较短,所以能够提前投入使用,这样一来便可以更早的获得投资效益,若是使用彩色压型钢板还能显著改善周边环境的动态感,而且结构本身的自重较轻,耐久性也非常高。
.08cg03 轻型钢结构设计实例

文章标题:深度探析轻型钢结构设计实例在建筑工程领域中,轻型钢结构设计一直备受关注。
本文将对.08cg03 轻型钢结构设计实例进行深度探讨,以期为读者提供更全面、深入的理解和灵活的应用。
1. 轻型钢结构设计概述轻型钢结构是指以薄壁钢材为主要材料,采用冷弯成型工艺制作构件,通过焊接或螺栓连接而成的结构体系。
它具有重量轻、强度高、抗震性能好等特点,逐渐成为现代建筑中的主流结构形式。
2. .08cg03 轻型钢结构设计实例分析以某大型商业体验中心项目为例,我们将对其轻型钢结构设计进行分析。
该项目地处地震多发区域,故而在设计上更加注重抗震性能。
通过强度分析和位移分析,设计师采用了特殊的交叉支撑结构和钢筋混凝土连接部分,以增强整体结构的抗震能力。
3. 轻型钢结构的设计原则在实际设计过程中,轻型钢结构需要遵循一系列设计原则。
首先是结构安全原则,即确保结构在正常使用及极限状态下的安全性。
其次是经济性原则,要在满足安全性的前提下尽可能减少结构材料的使用。
另外还有美观性原则、施工便利性原则等。
4. 对于.08cg03 轻型钢结构设计实例的个人观点和理解通过对该实例的分析,我深刻认识到轻型钢结构设计的复杂性和重要性。
设计师需要充分考虑结构的抗震性能、承载能力和整体稳定性,同时要满足美观、经济和施工便利的要求。
只有在这些方面兼顾的基础上,才能设计出高质量的轻型钢结构。
总结回顾通过本文的分析,我们对.08cg03 轻型钢结构设计实例有了深入的了解。
在设计轻型钢结构时,需要考虑多种因素,包括抗震性能、承载能力、经济性等。
只有充分综合考虑这些因素,结合实际的设计实例才能设计出高质量、安全稳定的轻型钢结构。
结语本文针对.08cg03 轻型钢结构设计实例进行了深入探讨,内容广度和深度兼具,并结合实例对轻型钢结构设计进行了分析和评估。
通过这样的全面探讨,相信读者已经对轻型钢结构的设计有了更加清晰的认识。
要提醒读者,在实际设计过程中,要密切注意结构的安全性、经济性和实用性,并兼顾实际工程情况,才能更好地应用轻型钢结构。
轻钢结构建筑设计方案

轻钢结构建筑设计方案随着现代建筑技术的发展,轻钢结构建筑成为了一个备受关注的话题。
相比于传统的混凝土和砖石结构,轻钢结构建筑具有更多的优势,包括快速施工、良好的抗震性能、环保节能等等。
本文将就轻钢结构建筑设计方案进行探讨和阐述。
一、设计理念在轻钢结构建筑设计方案中,设计理念是至关重要的一环。
设计师应该充分了解客户的需求和期望,同时考虑到当地的气候、土壤状况、环境要求等因素。
基于这些因素,设计师可以制定出一个独特而创新的设计理念,以确保轻钢结构建筑在功能和美观方面都能得到完美的平衡。
二、结构设计在轻钢结构建筑设计方案中,合理的结构设计是关键。
轻钢结构建筑主要由钢材和螺栓组成,构件之间通过螺栓紧密连接,形成一个整体。
设计师需要合理计算每个构件的尺寸、数量和布置,确保结构的稳定性和承载能力。
此外,结构设计还需要考虑到建筑的抗震性能,以确保在地震等自然灾害情况下能够保证人员的安全。
三、外立面设计外立面设计是轻钢结构建筑的重要组成部分。
设计师可以选择合适的外立面材料,如玻璃、铝板、彩钢板等,以增强建筑的美观性和耐久性。
此外,外立面设计还应该充分考虑到建筑的功能性需求,如采光、保温、通风等。
通过精心设计的外立面,轻钢结构建筑可以展现出独特的视觉效果,与周围环境和谐共存。
四、室内设计室内设计是轻钢结构建筑不可或缺的一部分。
设计师应该根据建筑的功能和客户的需求,设计出合理布局、舒适实用的室内空间。
同时,室内设计还需要与建筑外立面相协调,并考虑到人们的行走路径、采光、通风等要素。
通过巧妙的室内设计,轻钢结构建筑可以为用户提供一个宜居的环境。
五、节能设计节能设计是轻钢结构建筑设计方案中的重要内容。
设计师可以采用合适的保温材料和设备,如保温板、太阳能光伏、换热器等,来减少能源的消耗。
此外,合理的通风设计和采光设计也是节能的重要因素。
通过节能设计,轻钢结构建筑可以达到绿色环保的标准,并为用户节约能源开支。
六、维护保养最后,轻钢结构建筑设计方案还应该考虑到建筑的维护保养问题。
轻钢结构建筑的设计与实现

轻钢结构建筑的设计与实现轻钢结构(LSF)是一种新型的建筑结构体系,其优点在于具有轻质、高强、抗震、防火、环保等特点,且施工周期短、使用寿命长,因此近年来广受建筑行业的欢迎。
本文就轻钢结构建筑的设计与实现进行探讨。
一、轻钢结构建筑的设计1.1 结构形式轻钢结构建筑整体上采用钢材、冷弯薄壁钢构件、墙板、地板等构件组合而成,与传统混合结构不同。
其结构形式可分为平面式、轻框架式、桁架式和复合式等多种形式,根据实际需求进行选择。
1.2 抗震设计轻钢结构建筑在进行抗震设计时需要根据地震区划分和建筑物类别确定地震烈度和抗震设防烈度。
同时结合建筑结构的自重、荷载和地震力等进行分析,以确保建筑结构的抗震性能。
1.3 环保设计轻钢结构建筑在设计时需要采用环保材料,尽可能减少对环境的污染。
同时将可再生能源、节能技术等融入到建筑的设计中,提高建筑的能源效率。
二、轻钢结构建筑的实现2.1 建筑施工轻钢结构建筑的施工周期较短,一般只需几个月即可完成建设。
建筑部件采用标准化加工,因此可以大大提高施工效率。
此外,轻钢结构建筑的施工还可以在室内进行,减少对环境的影响。
2.2 能源利用轻钢结构建筑在使用中可以采用太阳能、地源热泵等可再生能源,以实现能源的高效利用。
同时,轻钢结构建筑的隔热材料和保温材料也可以提高建筑的能源利用率。
2.3 建筑运营轻钢结构建筑的运营管理需要将环保和节能理念贯穿于整个运营过程中。
定期保养和检查建筑的结构和设备,确保建筑的运营效率和生命安全。
三、轻钢结构建筑的前景随着人们生活水平的提高和环保意识的增强,轻钢结构建筑在建筑市场中将会更加广泛。
尤其在城市更新和节能减排方面,轻钢结构建筑的优势更加突出。
未来随着技术的进步和质量的提高,轻钢结构建筑将会更加普及。
在实践中,轻钢结构建筑作为现代化、高质量、绿色、可持续发展的代表,在各种类型的建筑中被广泛运用,已成为现代建筑的不可或缺的重要组成部分。
因此,在设计与实现中都要充分考虑使用环保材料、采用可再生能源、提高能源利用效率、保证施工与运行的高效性等问题,才能更好地满足人们对于高质量住宅和良好环保的需求,更好地推进绿色建筑的发展。
浅谈轻钢结构厂房优化设计

浅谈轻钢结构厂房优化设计在现代工业建筑中,轻钢结构厂房因其施工速度快、造价相对较低、空间利用率高等优点,得到了广泛的应用。
然而,要想充分发挥轻钢结构厂房的优势,实现其安全性、经济性和实用性的最佳平衡,优化设计就显得至关重要。
轻钢结构厂房的设计需要综合考虑多个因素。
首先是结构选型。
常见的轻钢结构体系有门式刚架、网架、桁架等。
门式刚架结构是目前应用最为广泛的一种形式,其受力简单明确,便于设计和施工。
在选型时,要根据厂房的跨度、高度、荷载等条件,结合建筑功能和使用要求,选择最合适的结构形式。
荷载取值是设计中的关键环节。
除了恒载和活载外,还需要考虑风荷载、雪荷载、地震作用等。
风荷载的取值要根据厂房所在地区的基本风压、地形地貌、建筑物高度和体型等因素进行计算。
雪荷载则需要考虑当地的最大积雪深度和屋面坡度。
地震作用的计算要根据厂房所在地区的抗震设防烈度和场地类别等确定。
准确合理的荷载取值,能够保证结构在各种工况下的安全性。
在构件设计方面,钢梁、钢柱等主要受力构件的截面尺寸和材质选择直接影响着结构的安全性和经济性。
通常情况下,通过优化截面形状和尺寸,可以在满足强度和稳定性要求的前提下,减少钢材用量。
同时,合理选择钢材的材质,如 Q235、Q345 等,也能够在一定程度上降低成本。
节点设计是轻钢结构厂房设计中不可忽视的重要内容。
节点的连接方式和构造直接影响着结构的整体性和可靠性。
常见的节点连接方式有高强螺栓连接、焊接连接等。
在设计节点时,要保证节点具有足够的强度、刚度和延性,同时要便于施工安装。
屋面和墙面系统的设计也对厂房的性能有着重要影响。
屋面材料通常有彩钢板、夹芯板等,墙面材料则有彩钢板、砌体等。
在选择材料时,要考虑其保温、隔热、防火、防水等性能,以及耐久性和美观性。
同时,屋面和墙面的支撑系统也要进行合理设计,以保证其稳定性。
为了实现轻钢结构厂房的优化设计,还需要借助先进的设计软件和分析方法。
例如,使用有限元分析软件可以对结构进行精确的受力分析,从而更好地优化构件尺寸和节点构造。
轻型钢结构工业建筑设计分析

1 . 3 工业 化 程度 高
工 业 建筑 设 计 , 相 关人 员 还 要 注 意 在实 际 应 用 中会 出现 的 问题 , 以此 使建 筑 师 加 大对 工 业 建 筑 的重 视 。 关键词 : 轻型钢 ; 轻型钢结 构; 工业建筑设计
民 用 建 筑 和工 业 建 筑 是 建 筑 的 两大 分 类 , 若 按 照 使 用 性 质
以单 层 为 主 的 实腹 式 钢 架 轻 型 钢 结 构 的 金 属 面 板 建 筑 , 是 最 早 出现 轻 型 钢 建 筑 , 后 来 因为 轻 型钢 建 筑 很 轻 , 这个优 点 , 被
引 进 于工 业 建 筑 中 。并 且 随 着 轻 型钢 建 筑 结 构 的 不 断 应 用 , 其
质 的性 质 决 定 的 ,轻 型 钢 结 构 的 使 用 可 以使 工 期 得 以缩 短 , 而 且在技术上要求不 高, 可以实现量化生产 , 并使施工高效 。
1 . 2 材 料 重量 轻
轻 型 钢 结 构 目前 最 明 显 的特 点 是 自身 重 量 轻 , 这பைடு நூலகம்种 特 点 决
2 . 2 . 2 金 属 压 型 钢 板 屋 面 构 造 设 计
2 . 2 工业建 筑 中的轻 型钢 结构 的屋 面设 计
2 . 2 . 1 坡 度 的 选 择
屋 面 的 坡 度 较 大 是 一 般 的工 业 建 筑 的 特 点 。 这 种 形 式 有 利 于 屋 面 的排 水 , 排 水 的流 速 会 受 坡 度 的 影 响 , 坡 度 越 大 流 速 越
大, 会 造成 溅 水 现 象 。反 之 , 减小屋面坡度 , 会 是 排 水 速 度 变小 ,
1 . 1 现 场 施 工速度 快 、 工期 短
工建轻钢结构设计的若干思考

工建轻钢结构设计的若干思考在轻钢结构的工业建筑设计中,由于其与一般工业建筑结构的设计有着一定的区别,所以作为设计人员必须对此类建筑的特点有一个基本的认识,并在结构选型和材料选择、构造设计等设计问题方面着力,才能强化设计成效,并为此而不懈努力。
1.特点分析从当前来看,常见的轻钢结构的工业建筑的结构形式主要由单跨、多跨实腹式和截面门式的钢结构承重体系,也有的采取钢混框架与轻钢屋盖的组合结构。
其围护材料以夹芯板和压型钢板,在板材连接过程中,其主要采取搭接或咬边以及卡扣等方式连接板材。
在实际工程中具有的特点如下:一是工期短,造价低。
由于轻钢结构的工业建筑建设施工所需的构件均在工程制作和拼接安装,所以小规模的工业厂房一般1到2个月就能完成,但是采取钢混结构就需要花费0.5到1年,因此工期只是普通工程的1/6,正是由于工期较短,所以造价就会降低,虽然结构面积小,但是能增加使用面积。
由于轻钢结构的工业建筑在含钢量方面远远低于钢混结构的含钢量,一般低于10%到20%之间,这就会降低10%到30%的造价。
例如24米到48米为一跨的工业厂房和仓库,若不设置吊车,那么每平方的含钢量只有40到50千克,而所设置的吊车为五吨以下的吊车梁时,那么其每平方的含钢量也只有50到60千克一旦投资决策,就能在短期内将其使用,不仅能在最短的时间内取得投资效益,而且还能降低企业的资金压力。
二是具有较广的适应性。
工业建筑采用轻钢结构时,不仅能在软基中使用,而且还能用于大跨度建筑的建设。
例如生产产房、仓库、飞机库、展览馆和集贸超市等;加上跨度大,所以在内部布置时较为灵活,而且能满足重复使用、紧急使用、临时使用等使用要求所需的工程,对施工场地的限制较小,对缺水地区尤为明显。
加上具有良好的抗震性能,这主要得益于其柔性的结构,所以结构的自重往往较轻,能有效的减少地震对其带来的影响。
此外,还能拆卸和搬迁,拆卸时间短,损失小,尤其是能够干式施工和减少能耗和减少对环境的污染,即便是使用年限有限,但是年限到期之后能大量的回收[1]。
轻钢结构分析及轻量化设计

轻钢结构分析及轻量化设计【摘要】:相对于传统的钢结构来说,轻钢的结构更轻一些。
轻钢是由基础、承重、支撑、楼盖等体系,以及维护结构几部分组成的,在设计的时候要特别注意轻量化的设计。
我国是世界上地震灾害最严重的国家之一,这就要求我们必须重视房屋的轻钢结构这一问题,只有将轻钢结构运用到实际中才能更好的使其为人们的生活服务。
【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。
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第一章绪论1.1 钢结构的应用范围随着我国经济、技术的迅速发展和进步,钢结构已逐步成为各类工程结构中被广泛应用的建筑结构,如工业建筑、文化体育建筑、城市现代化建筑及城乡住宅建设等。
从钢材的力学特性和环境保护方面来看,钢材是目前最理想的建筑材料;从经济性方面考虑,虽然我国的钢产量在逐年提高,钢材市场的供应有所改善,但由于国民经济各部门都需要用钢材,因此,钢材在我国仍是一种比较贵重的建筑材料,必须合理应用。
在房屋建筑中,以下情况宜采用钢结构。
1.工业厂房钢结构包括各类工业厂房,特别是重型厂房。
重型厂房是指设有起重量很大(100t以上)或运行非常频繁(重级工作制)的吊车的厂房,以及直接承受很大振动荷载或受振动荷载影响很大的厂房。
例如,冶炼厂的平炉车间、热轧车间、混铁炉车间;重型机械厂的铸钢车间、锻压车间、水压机车间;造船厂的船体车间;飞机制造厂的装配车间等。
2.大跨度房屋钢结构随着结构跨度增大,结构自重对结构设计的影响迅速增加。
由于钢结构具有强度高、自重轻的优点,用于大跨度结构时具有明显的经济效果。
属于大跨度结构的有体育馆、展览馆、影剧院、大型交易市场、飞机库、火车站等。
其结构体系主要有网架结构、悬索结构、拱式结构、预应力钢结构等。
3.高层及多层建筑钢结构由于结构自重轻、构件体积小、装配化程度高,对高层建筑特别有利。
因此,在高层建筑,特别是超高层建筑中,宜采用钢结构或钢结构框架与钢筋混凝土筒体相结合的组合结构。
近年来,在12—16层的小高层和6~8层的多层建筑中也采用钢结构,钢结构还可用于多层工业厂房,如炼油工业中采用的多层多跨钢框架等。
4.轻型钢结构轻型钢结构是由弯曲薄壁型钢、薄壁钢管或小角钢、圆钢等组成的结构。
屋面和墙体常用压型钢板等轻质材料。
由于轻型钢结构具有建造速度快,用钢量省、综合经济效益好等优点,适用于吊车吨位不大于20t的中、小跨度厂房、仓库及中、小型体育馆等太空间民用建筑。
此外,由于轻型钢结构装拆方便,宜用于需要拆迁的临时结构。
5. 塔椽结构塔桅结构包括电视塔、微波塔、无线电桅杆、高压输电塔、石油钻井塔、化工排气塔、导航塔及火箭发射塔(见图1.1)等,一般均宜采用钢结构。
6.板壳结构板壳结构包括大型储气柜、储液库等要求密闭的容器及大直径高压输油管、输气管等。
另外,还有高炉的炉壳、轮船的船体等均应采用钢结构。
7.桥梁结构钢结构一般用于跨度大于40m的各种形式的大、中跨度桥梁。
8.移动式结构移动式结构包括桥式起重机、塔式起重机、龙门式起重机、缆式起重机、装卸桥等起重运输机械及水工闸门、升船机等金属结构。
第二章单层厂房结构与普通钢屋盖2.1 单层厂房钢结构的组成钢结构单层工业厂房是工业与民用建筑中应用钢结构较多的建筑物。
厂房结构是由屋盖(屋面板、檩条、天窗、屋架或梁、托架)、柱、吊车梁(包括制动梁或制动桁架)、墙架、各种支撑和基础等构件组合而成的空间刚性骨架(见图2.1),承受作用在厂房结构亡的各种荷载和作用,是整个建筑物的承重骨架。
这些构件按其所起作用可组成下列体系:1.横向框架横向平面框架由柱和横梁组成,横向平面框架基本上承受厂房结构的全部竖向荷载和横向水平荷载,包括全部建筑物重量(屋盖、墙、结构自重等)、屋面雪荷载和其他活荷载、吊车竖向荷载和横向水平制动力、横向风荷载、横向地震作用等,并将这些荷载传到基础上。
横梁通常是桁架式的(即屋架),轻屋面和跨度较小时也町采用实腹式的。
2. 屋盖结构屋盖结构由懔条、天窗架、屋架、托架和屋盖支撑所构成,承受屋面荷载。
3.支撑体系支撑体系包括屋盖支撑和柱间支撑,其作用是将单独的平面框架连成空间体系,从而保证了结构的刚度和稳定,同时也承受纵向风力和吊车的纵向制动力。
4.吊车梁和制动梁(制动桁架)厂房中常设置桥式吊车,其竖向和水平荷载由吊车梁承受。
吊车梁两端支撑寸:柱的变截面平台或牛腿上。
在吊车梁上翼缘平面内,通常沿水平方向设置制动梁或制动桁架,以便有效地将吊车的横向水平制动力传递到相邻的柱上。
5.墙架墙架一般由墙架梁和墙架柱(也称抗风柱)等组成,用以承受墙重和墙面风荷载。
当墙为自承重砖墙时只承受墙面风荷载,而全部墙重则传到底部搁置在相邻柱基础的钢筋混凝土基础梁上或专设的墙基础上。
对纵向柱距较小的侧墙,只设墙架梁;对山墙和纵向柱距较大的侧墙则需加设墙架柱作为墙架梁的支承。
墙架柱下端设基础,上端连于屋盖上弦或下弦水平支撑的节点上。
厂房钢结构的钢材用量指标和各类构件所占比重大致如表2.1所示。
其中厂房单位面积钢材用量指标是评定设计经济合理性的一项重要指标。
为了改善厂房结构设计的技术经济指标,应该对整个厂房建筑和结构进行合理规划。
规划时首先应使厂房满足工艺和使用要求,并能适应今后可能生产过程的变动和发展。
规划的主要内容是确定车间的平面和高度方向的主要尺寸和控制标高,布置柱网,确定变形缝的位置和做法,并选择主要承重结构(横向平面框架、纵向平面框架、屋盖结构、吊车梁结构等)体系、布置和形式等。
规划时应充分考虑设计标准化、生产工厂化、施工机械化的要求,以提高建筑工业化。
第三章轻钢结构设计轻钢结构主要是指以轻型冷弯薄壁型钢,轻型焊接和高频焊接型钢,薄钢板、薄壁钢管,轻型热轧钢及其以上各种构件拼接、焊接而成的组合构件等为主要受力构件,大量采用轻质围护材料的单层和多层轻型钢结构建筑。
与传统的混凝土结构和普通钢结构相比,轻型钢结构具有很多优越性。
自重轻是轻型钢结构最显著的特点。
其承重结构采用轻型焊接H型钢、冷弯薄壁型钢,这种型钢的截面形状可以按照实际受力情况和使用特点:轻型钢屋面系统的用钢量一般为8~15kg/m^2,单层轻钢仓库的用钢量一般为16—30kg/m^2,接近甚至低于在相同条件下钢筋混凝土结构的用钢量,工程资料表明:1.0 t钢结构可减少7.0 t混凝土用量,可节约大量木材、水泥及其他建筑材料。
因此,轻钢结构可大幅度降低结构自重,一般轻钢结构自重约为同类普通钢结构的1/3~1/2,钢筋混凝土结构的1/30~1/10,房屋±部结构重量的减轻大大降低了基础工程的材料用量及工程量。
对于地基承载力较低的地区,这个优点更加突出。
轻钢结构还有加工制造简单、工业化程度高、运输及安装方便等优点,而且不消耗木材,可工厂化预制、可拼装、可拆卸,以及建筑工期短、投资回收快、有利于环境保护等综合优势。
近年来,轻钢结构得到了迅速的发展。
门式刚架结构是轻钢建筑应用最为广泛的一种结构形式(见图3.1)。
轻型门式刚架结构体系始于美国。
在日本和欧洲,轻型门式刚架结构体系的应用也较多。
美国最初的轻型门式刚架结构用于建造兵营和一般的小型工业厂房。
随着新型建筑材料的出现、加工设备的不断改善及设计形式的多样化,轻型门式刚架结构体系渐渐普及到大型工业厂房、商业建筑、交通设施等结构中,实现了设计分析、出图的程序化(如大型通用化设计软件包Loseke Building Software);构件加工、安装施工、经营管理一体化流程。
其中美国的Butler公司(Butler Manufacturing Company)和ABC公司(American Building Company)在这方面工作最为突出。
他们具有经营、科研、设计、加工、运输、售前售后服务等整体运作系统。
—项10000m^2建筑面积的单层工业厂房,从设计到钢结构制作、屋面墙面金属板压型,全部完成的周期为两个月。
Butler公司以门式刚架结构作为结构体系的基本单元,进行组合和延伸,发展了大跨度系统、Landmark系统、三角托梁系统、多层建筑系统、特殊型建筑系统等结构体系。
ABC公司除了轻钢产品外,还生产各种隐藏式金属压型板,用于墙面和屋面。
由于厂房结构定型化,规范化,可以采用计算机对整个厂房的各种构件进行优化设计。
美国轻型门式刚架结构体系主要用在商业(如仓库、小卖店、事务所、银行、车库)、制造业(如制造上场、仓库)和文化娱乐业(如学校、教堂、娱乐、福利设施)等。
在口本,轻型门式刚架结构体系有两种类型:第一种类型是闩本自身发展起来的,已实现了构件标准化、定型化、装配化,经营管理、设计、生产、施工、售后服务系统化;第二种类型是1989年以来,由美国引进的轻钢结构体系的基础上发展起来的。
日本工程界目前正就550MPa级钢材大断面Z型冷弯薄壁型钢檩条及墙梁、高强度螺栓在椭圆孔处的受力状态等几个方面进行研究。
我国轻型门式刚架结构体系起步较晚,是在引进国外的相关材料和软件的基础上发展起来的。
近年来,随着压型钢板、冷弯薄壁型钢、H型钢的大批量生产得以实现,轻型门式刚架结构体系得到了较为广泛的推广,主要应用于工业厂房(可布置悬挂吊车、中轻级工作制桥式吊车、重级工作制吊车的起重量分别不超过5t、10t和20t)、机库、候车室、码头建筑、超市、仓库、农贸市场、饮食娱乐用房、体育设施以及各种临时性建筑。
工程应用的发展推动了该种体系在我国的设计、成型一体化进程。
许多大型钢结构公司都增加了轻型门式刚架结构体系的生产线。
程序化设计已经取代手工设计,采用国外设计软件逐渐采用我国自行编制的设计软件所替代。
为了适应轻型门式刚架结构体系迅速兴起的市场需求,我国工程建设标准化协会发布了《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》)(CECS 102:2002),该规程为我国轻型门式刚架结构体系的实际、生产、施工提供了依据。
3.1 轻钢结构常用建筑材料1,彩色涂层钢板彩色涂层钢板是指由保护性和装饰性的有机涂料或薄膜连续涂覆于钢或铝带表面制成的预涂层冶金产品。
它主要是由金属基板、化学转化膜和有机涂层三部分组成,有机涂层可配置各种色彩,并可借助印花、压花技术制成多种图案花纹。
可取代传统的油漆装饰。
目前国际上建筑用彩板的基板种类主要有:热镀锌钢板、热镀锌合金化钢板、热镀铝第四章多、高层钢结构设计4.1 多、高层钢结构的特点与结构体系4.1.1 多、高层钢结构的特点现代高层建筑是随着社会生产的发展和人们生活的需要而发展起来的,是商业化、工业化和城市化的结果。
而科学技术的进步、轻质高强材料的出现及机械化、电气化、计算机在建筑中的广泛应用等,又为高层建筑的发展提供了物质和技术条件。
在发达国家,大多数高层建筑采用钢结构。
在我国,随着高层建筑建造高度的增加,已开始采用高层钢结构。
多、高层建筑钢结构的发展已有100多年的历史。
世界上第一幢高层钢结构是美国芝加哥的家庭保险公司人楼(10层,高55m),建于1884年。
20世纪开始,钢结构高层建筑在美国大量建成,最具代表性的几幢高层钢结构如建于1931年的102层、高381m的纽约帝国大厦;建于1974年的110层、高443m的芝加哥西尔斯大厦等,均为当时世界最高。
我国多、高层建筑钢结构自20肚纪80年代中期起步,随后在北京、上海、深圳、大连等地陆续建成广大量的多、高层建筑钢结构。