輕鋼結構典型優(yōu)勢

輕鋼結構屬輕型鋼結構的一種類(lèi)型，其結構體系，簡(jiǎn)言之，是由剛架為承重結構，配套輕型屋蓋和墻體圍護結構，以及相應的支撐系統所組成的結構體系。輕鋼結構和其他材料的結構相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)。

1.自重輕

輕鋼框架結構重量比很高，墻厚較薄，因此可以使房屋的跨度達到很大，鋼材可根據不同用途合理分配截面尺寸的高寬比，使用面積較其他結構要提高很多。這種截面模數大，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和優(yōu)越的使用性能，結構強度高。輕鋼結構與混凝土結構相比，自重約為后者的一半。在工程設計中可以根據實(shí)際情況達到個(gè)性化的要求。

2.結構穩定性好，抗震性能突出

輕鋼框架結構穩定性良好，鋼梁、鋼柱組成柔性框架，可充分發(fā)揮鋼材強度高、延性好、塑性變形能力強的特點(diǎn)，以吸收部分地震能量，房屋的抗拉伸、扭曲、震動(dòng)的能力得以強化。一般而言，其抗震能力是磚混結構的2倍以上，在高烈度的地震災害后，用于修復的費用減少。而且適合建造在各種地質(zhì)條件的地基上，提高了結構的..可靠性。

3.施工速度快

一般情況下，輕鋼框架結構建筑的施工由于設計標準化、定型化，構件加工制作工業(yè)化，另外加上現場(chǎng)安裝施工的過(guò)程中不受氣候影響，簡(jiǎn)單快捷，時(shí)間相對鋼混結構住宅縮短工時(shí)1/3~1/2，加快了資金周轉，大大提高了....速度。

輕型鋼結構廠(chǎng)房的優(yōu)化設計

1.剛架.優(yōu)柱距的確定

剛架的柱距與剛架的跨度、屋面荷載、檁條形式等因素有關(guān)。隨著(zhù)剛架柱距的增大，剛架用鋼量是逐步下降的，但當柱距增大到一定的數值后，剛架的用鋼量隨著(zhù)柱距的增大其下降的幅度較為平緩，而其他如檁條、墻梁的用鋼量隨著(zhù)柱距的增大而增加，就房屋的總用鋼量而言，隨著(zhù)柱距的增大先下降后上升。大量計算數據表明：一般情況下，門(mén)式剛架的.優(yōu)柱距為6~9m，柱距不宜超過(guò)9m，超過(guò)9m屋面檁條與墻梁體系的用鋼量增加太多，綜合造價(jià)并不經(jīng)濟。因此，從綜合分析的角度看，確定合理的柱距才能既節省鋼材，又使設計真正做到定型化、專(zhuān)門(mén)化、標準化以及輕型化，從而推動(dòng)門(mén)式剛架輕型房屋結構體系在我國的發(fā)展。

2.合理跨度的確定

在設計中，應該根據具體房屋的高度來(lái)確定合理的跨度，總體來(lái)說(shuō)，當荷載和柱高一定時(shí)，我們在設計中就應適當加大房屋的跨度，這樣一來(lái)，剛架的用鋼量整體增加不明顯，但卻很大程度上節省了空間。通過(guò)大量計算得出：當檐口高度為7m、柱距8.5m，荷載情況完全一致的情況下，跨度在18~48m之間的剛架單位用鋼量為18~35kg/㎡，當檐口高度為12m時(shí)（其他情況相同），跨度在18~48m之間的剛架單位用鋼量（Q235-B）為25~40kg/㎡，因此，在工藝要求允許的情況下，設計人員選擇方案時(shí)應選擇較為經(jīng)濟合理的跨度，不宜盲目追求大跨度。

3.截面優(yōu)化設計

（1）窮舉法

首先仔細計算和比較各種合理的構件截面形式，并在滿(mǎn)足具體設計要求的情況下，以用鋼量.少或造價(jià).低作為控制條件，得到滿(mǎn)意的截面尺寸。門(mén)式剛架常采用變化構件的截面來(lái)適應彎矩的變化以達到節約鋼材的目的。除腹板的高度變化外，厚度也可根據需要變化，上、下翼緣可以用不同截面，相鄰單元的翼緣也可采用不同的截面形式。因此，影響整個(gè)剛架用鋼量的因素有上、下翼緣寬度、厚度，腹板的厚度，構件大頭、小頭的高度，而且這些因素之間也互相影響，互相不獨立。工程設計從形式上來(lái)說(shuō)，是一種非常嚴格的力學(xué)和數學(xué)方法的..運算過(guò)程。

（2）用.優(yōu)化理論

首先可以把問(wèn)題歸納為一個(gè)單目標的問(wèn)題，用鋼量.少或造價(jià).低.為優(yōu)化的具體目標函數，應力、位移等可以作為約束條件，.后用我們的數學(xué)方法得到.滿(mǎn)意的解。

事實(shí)上，結構設計中起重要作用的并不是那些運算方法和數學(xué)處理，而是一系列難以用..的計算解決的、具有主觀(guān)色彩的決策問(wèn)題。所以，完全用.優(yōu)化理論來(lái)解決截面優(yōu)化設計有很大的復雜性。當設計人員決定了結構形式后，截面優(yōu)化比較簡(jiǎn)單易行的方法是按照構件的內力來(lái)調整截面尺寸，經(jīng)過(guò)試算來(lái)確定重量.小的截面。這種方法不但計算次數少，而且可以人工干預截面優(yōu)化范圍，快速的得到比較理想的截面尺寸。

4.柱腳設計

輕鋼結構柱腳形式有兩種：即鉸接柱腳和剛接柱腳。對于鉸接柱腳，基礎僅受軸心荷載作用，設計相對比較簡(jiǎn)單。但部分輕鋼節結構廠(chǎng)房都有吊車(chē)，依據《輕鋼結構剛架輕型房屋鋼結構技術(shù)規程》規定：用于工業(yè)廠(chǎng)房且有5t以上的橋式吊車(chē)時(shí)，宜將柱腳設計成剛接；《技術(shù)措施結構（2003）》規定：當設有橋式和梁式吊車(chē)時(shí)，輕鋼結構剛架柱宜采用等截面構件，柱腳應設計成剛接。因此5t以上的橋式和梁式吊車(chē)的門(mén)剛結構柱腳應設計成剛接；3t及以下懸掛式吊車(chē)和無(wú)吊車(chē)的門(mén)剛結構，柱腳才可以設計成鉸接。有較大吊車(chē)的房屋，柱頂位移較大，柱腳采用剛接，使得每榀剛架形成超靜定結構，不但能減小柱頂位移而且具有更大的..儲備。對于高寬比和風(fēng)荷載較大的無(wú)吊車(chē)門(mén)剛結構，柱腳也宜設計成剛接。

同時(shí)當柱底板與混凝土基礎間的摩阻力不足以抵抗全部的水平剪力時(shí)柱腳還應設置抗剪鍵，抗剪鍵的設置需要計算。在基礎施工時(shí)應留置鍵槽，鍵槽每側寬出抗剪鍵不小于30mm，底部空隙高度不小于20mm。在柱腳底板和基礎頂面之間留有一定空間，柱腳鉸接時(shí)不宜大于50mm，柱腳剛接時(shí)不宜大于100mm。