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钢结构设计的探讨

以多层轻钢结构

设计为例

   摘要：本文通过两个案例的分析，阐述了多层轻钢结构的发展和设计需求以及其在建筑
业中应用的优势。为建筑业的发展提供参考。

 

　　关键词：多层轻钢；轻钢结构；结构设计

 

　　

1 引言 

　　

 我国建筑业的高速发展促进了许多新型轻型屋面材料得到开发，越来越多先进的建筑

材料在建筑业中得到应用，也促进了轻钢结构在建筑业中的应用。轻钢结构是一种年轻而极
具生命力的钢结构体系，轻钢结构以其抗震性、抗风性、耐久性、保温性、隔音性、健康性、舒
适快捷及环保等优势广泛应用于一般工农业、商业、服务性建筑。

 

　　

2 多层轻钢工业厂房体系和结构布置特点 

　　

2．1 结构体系 

　　多层轻钢工业厂房因为高度低和层数少多为框架一支撑结构和纯钢架结构。根据实际情
况选择结构体系，可以降低钢的用量，并且满足工艺要求。

 

　　

2．1．1 纯框架结构 

　　鉴于工艺设计中管线布置和机械设备摆放等限制，柱问不能设置支撑，故选择纯框架
结构。纯框架结构由工字型梁和十字型柱（

H 型柱）或箱型柱构成。纯框架结构每个部分的

刚度分布均匀，平面布置灵活，且延性较大，自振周期长，具有良好的抗震性，可以为工
程提供足够的室内空间。

 

　　

2．1．2 框架一支撑结构 

　　

 框架一支撑结构与纯框架结构对比，具有简单的节点形式、用钢量少喝侧移刚度大的

特征。框架一支撑结构一般为

X 型，也有八字型、人字型和门型支撑，由工字型梁柱构成。

横向承重体系是框架一支撑结构的主要承重体系，空间连系作用依靠楼板与次梁，柱和纵
向联系梁铰接。设置支撑柱间的同时还应设置屋盖横向支撑，支撑设在第二开处或两端，构
成几何不变体系，以便整体刚度的提高。在屋面可以选取柔性拉杆支撑结构，柱间则要应用
刚性圆钢管作为支撑。横向纵向都需布置支撑的情况是在

8 度设防地区的情况下。 

　　

2.2 围护结构 

　　

 在多层轻钢型厂房中，彩色涂层的压型钢板和夹芯金属板取代了传统多层厂房的砌体

维护墙体。这种轻型围护结构具有保温隔热效果好、自重轻、容易安装和美观的外表的特点，
采用轻型围护结构可以降低对基础的要求和大幅度减轻结构的自重。

 

　　

 屋面结构一般选取 z 型冷弯薄壁型或大断面的 C 型钢檀条体系，板跨与钢架间距决定

檀条的尺寸，以

1~2m 的等间距在屋脊和檐口布置，增加房屋的纵向刚度，为主钢架平面

提供外约束，纵向水平力得到传递。檩条高度一般为

140~250m，有些则可以达到 300m，厚

度为

1.5~3.0mm。当钢架间距大于 9m 时，则需要选择桁架式。Z 型为连续檀条，C 型为简支，

钢架与檀条的连接可以采用檀托。

 

　　

 强梁同样选取 Z 型或 C 型冷弯薄壁型钢，板跨（墙距）与钢架间距（跨度）决定墙梁

的尺寸，以

1~3m 的间距在门窗洞口上下布置，增加房屋的纵向刚度，为主钢架平面提供

外约束，纵向水平力得到传递。当间距大于

9m 时，则要考虑设置墙架柱以便降低墙梁钢架

间距。

 

　　

3 设计方法与基本要求 

　　

3．1 设计方法 

　　

 在地震烈度大于 6 度的地区中，要考虑水平地震对结构布置均匀的多层轻钢厂房的作