浅析轻钢结构设计在建筑厂房中的应用

[关键词]轻钢结构；厂房；设计；体系  

　　引言 

　　轻型钢结构是在普通钢结构的基础上发展起来的一种新型结构形式，它包括所有轻型屋面下采用的钢结构。与普通钢结构相比，有较好的经济指标。轻型钢结构不仅自重轻、钢材用量省、施工速度快，而且它本身具有较强的抗震能力，并能提高整个房屋的综合抗震性能，是目前工业厂房应用较广泛的一种结构。轻型钢结构由基础梁、柱、檩条、层面和墙体组成。单层轻型房屋一般采用门式刚架、屋架和网架为承重结构，其上设檩条、屋面板（或板檩合一的轻质大型屋面板），下设柱（对刚架则梁柱合一）、基础，柱外侧有轻质墙架，柱内侧可设吊车梁。 

　　1.轻型钢结构建筑体系 

　　轻钢结构体系的建设不仅仅局限于一些简单的构件，因为它涵盖了诸多方面的内容且具有非常广泛的作用。目前， 薄壁钢桁架结构， 固体和晶格截面刚架结构和工业结构的中具有非常重大的作用， 第二， 轻型钢结构在外国也彻呈现了发展的态势。轻钢结构有两层特别的意思：一个是轻的， 另一层则指的是具有良好的经济效益。屋顶在建筑结构为例， 采用轻型屋面材料和结构系统的单位面积的钢铁消费， 是两个重要的因素来判断和评估是否轻钢结构体系的建设； 其他结构形式， 主要取决于钢和的数量。 

　　2.大跨度门式刚架结构设计 

　　2.1 荷载的分析及合理取值 

　　首先，根据地理位置适当择取合适的一些指标，比如结合当地抗震设防烈度、风荷载、雪荷载。其次， 根据使用情况和结构恒载、活载的地板和屋顶。再次，恒载，活载因素选择合理。可能的危险，离开足够的安全系数，最不利的荷载组合。 

　　2.2 梁、柱截面的预估 

　　建筑结构系统布局完成以后， 需要对相关的截面做一个具体的评估， 特别是指梁和柱的截面尺寸， 一定要做好支持的预测等。根据负载和支持条件、钢梁截面高度通常是跨1/20～1/50之间选择。凸缘宽度根据梁横向支承间距根据l/b 确定极限值，可以避免复杂的计算钢梁的整体稳定。 

　　建筑结构系统布局的结束时， 需要对一个初步估计相关构架重要组成部分， 特别是梁的截面尺寸，列是指预测、支持等。根据负载和支持条件、钢梁截面高度通常是跨1/20 ～ 1/50 之间选择。凸缘宽度根据梁横向支承间距根据l / b 确定极限值， 可以避免复杂的计算钢梁的整体稳定。确定节法兰的高度和宽度， 板厚度可以判断根据局部稳定性的结构要求规范。根据柱截面长细比的估计， 通常50 <λ< 150 年， 简单的选择值附近的100 人。根据轴向压缩、双轴弯曲或单向弯曲不同， 可以选择钢或H型钢。 

　　2.3 变形缝间距的规范要求 

　　轻钢结构住宅温度区段长度应根据下列条件： 指定的间距不超过300 米的垂直变形温度；不超过150 的间距横向温度区段的变形。这有一个必须遵守的条件，相关的文件说明，如果当相关的温度达到一个核算值的基础上就要加以放宽，然后经过增强支撑热应力，把所有的温度应力平均的散布在每个钢结构上，这样就能最大程度上确保厂房稳定性。 

　　2.4 失稳的控制 

　　2.4.1 设计过程中需注意的问题 

　　建设系统的稳定性不单单需要兼顾到整个体系， 而且还分析了单一组件系统科学相关的压力。现在来说，大多数应用程序的软件公司很少使用平面计算， 涉及空间的核算的部分也是极少的。虽然一些软件计算的空间， 但由于使用过程非常复杂， 不易于使用， 所以推广力度存在比较的大的难度。针对空间结构的解析，不仅仅是对结构稳定性进行分析，还需要对相关的支撑构件进行科学的设置，以此满足支撑结构的稳定性可以 万无一失。 

　　2.4.2 施工过程中的失稳问题 

　　（1）钢结构焊接。 

　　建设单位必须先焊接钢并且还要做好相关焊接工艺的评估工作， 需要安排一些焊接的技术。装配质量其中非常关键的要求，确保严格执行项目的顺利。装配接头的质量包括：槽质量、根部间隙、不同方面的不恰当的对接。为了减少焊接应力在焊接过程中，防止焊接裂纹，应严格按照标准要求的预热和焊接，应随时加热， 确保层间温度在整个焊接过程中，焊接结束焊接，焊接完成后，应按照标准要求。对焊缝的设计和国家标准要求的测试、无损检测应对每个焊缝根据需求的比例。焊接质量检验人员应及时完成》根据设计和GB50205 标准要求视觉检查和无损检测， 不合格的零件及时通知焊机维修。 

　　（2）钢结构安装的质量控制 

　　在安装工作开始之前， 建设单位应有关的零件证书的证明，设计文档还要进行科学的合理的登记，另外，对所有的构件有关的质量 检测结果也要如实的加以录入，包括构件所有的信息状况。 

　　3.钢结构的特点 

　　（1）结构自重轻。钢结构大多数情况下是由几个大的部分构成的，这里主要有金属保温板、保温层及檩条材料。而钢铁消费大约是30 kg/m2。 

　　（2）施工周期短。钢结构大多数是通过厂房生产出来的，这就使得产品的质量可以在最大程度上得到保证，同时也可以很好缩短施工周期。 

　　（3）截面尺寸小。在平等的应力状态下， 其实混凝土构件截面所需的钢结构梁柱的二分之一。 

　　4.如何做好钢结构的设计 

　　4.1 荷载取值准确 

　　严格按照标准化工作， 垂直屋顶结构应使用统一的活载标准值（ 在水平投影面积计算作为0.5 kN/m2）。相关的文件也表明，屋顶的活载不是0.5 kN/m2， 同时当组件的负载面积大于60 平方米减少乘法系数0.6，0.3kN/m2， 钢结构设计的代码按照解释道。 

　　4.2 考虑活荷载的最不利布置 

　　需要依据有关的规范，考虑不利活载活负载分配布局， 不利条件虽然没有特定的标准， 但根据目前的情况， 大部分的非临时建筑应考虑不利安排活载。 

　　4.3 节点的处理 

　　强列和弱梁是遵循的设计原则， 同时， 强节点弱构件的设计标准是必不可少的。在许多情况下， 成员可以满足设计要求， 该节点不能满足抗震设计的要求， 因此， 加强节点设计领域关注的问题。 

　　4.4 抗剪键的设置 

　　在地震影响下，工业建筑的纵向和横向受力存在着巨大的差异，一档发生这样的情况，那么柱脚螺栓的受力就会超出荷载，进而使得厂房整体的质量受到威胁。因此抗力键的设置必须科学且合理。 

　　5.结语 

　　综上所述，轻钢结构厂房的设计是一件非常重要的工作，随着我国社会经济的发展，各种工业厂房的建设日益加快，采用何种结构形式和结构布置应该综合考虑生产工艺，经济技术等因素的影响，既要考虑经济因素又要满足使用要求。钢结构形式的工业厂房无疑具有其他结构形式所不具有的显著优势。 

　　参考文献 

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　　[2] 蔡红军，蒋凤鸣，董辉.浅谈钢结构厂房设计[J]. 中国科技信息，2010（19） 

　　[3] 李志勇，戴建琪.探讨在厂房中门式刚架轻型钢结构的设计思路[J].四川建材，2009，（06）：54-56. 

　　[4] 林攀举.浅谈门式钢架轻型房屋钢结构设计[J].科技资讯，2010，（21）：73-74.