谈轻钢结构设计及应用

   摘 要：轻型钢结构建筑体系具有施工快、造价低、维护费用低等优点，目前在国内应用十
分广泛。但是在钢结构设计过程中，如何对楼盖、支撑体系、柱、节点进行设计，文章对其阐
述需要注意的问题。最后提供工程实例进行分析。

 

　　关键词：轻钢结构；楼盖；支撑体系；柱；节点

 

　　中图分类号：

 TU391 文献标识码： A 文章编号： 

　　

0 引言 

　　随着国家提出建设

“节约型社会”的方针，如何合理利用和节约建筑钢材引起了越来越

广泛的关注，结构优化设计愈发受到重视。现代轻钢结构除具有传统钢结构的所有优点外，
更加突出了

“轻”的特征，主要体现在：采用轻质围护结构，恒荷载及地震作用大幅度减小 ；

采用先进设计理论、高强度钢材、新型结构体系，因而优化了承重构件的截面，使得结构用
钢量更轻；采用标准化、工厂化制作，因而施工速度快，综合施工费用低；建筑造型轻巧美
观。

 

　　

1.轻钢结构的特点及适用范围 

　　

1.1 结构特点 

　　轻钢结构与普通

(传统)钢结构相比，除具有普通钢结构的自重较轻、材质均匀、应力计

算准确可靠、加工制造简单、工业化程度高、运输安装方便外，还有以下特点

: 

　　

(1)用钢更省，主框架钢材可省 40%~50%。 

　　

(2)轻钢结构的设计制作和安装已形成工业产品化、系列化、标准化的运行模式，效率更

高，质量也更有保证。

 

　　

(3)设计程序化，生产联网自动化。现在有许多比较成熟的轻钢结构设计程序，如同济

大学研制出的

3D3S 程序、中冶集团建筑研究总院开发的 PS2000 及阿依艾公司的 SSDD 等。 

　　

1.2 适用范围 

　　轻钢门式刚架通常用于跨度

9~36 m，柱距 6 m(7.5 m 或 9 m)，柱高 4.5~12 m、设有吊车

起重量较小的单层工业厂房或公共建筑

(超市、娱乐体育设施、车站候车室、码头建筑)。 

　　

2.轻钢结构设计中应注意的几个问题 

　　

2.1 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

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。

 

　　

2.2 支撑体系 

　　支撑分轴交支撑和近年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，国内用的还很少，建议
在高烈度区首选偏交支撑。剪切型耗能梁段，加劲肋按以下公式设计：

 

　　

a=29tw- d/5，（γp=±0.09rad） （1） 

　　

a=38tw- d/5，（γp=±0.06rad） （2） 

　　

a=56tw- d/5，（γp=±0.03rad） （3） 

　　式中，

a

———加劲肋间距；d———梁高；———腹板厚度；γp———塑性转角；弯

曲型耗能梁段还需在梁段端点外

 1.5bf 处加设加劲肋。 

　　

2.3 柱