浅谈轻钢结构的特点.docx

此为学生课程小论文，为互拼乱凑之作,不保证数据的真实性与准确性，对于自愿参考者不负任何责任。浅谈轻钢结构的特点摘要:本文就轻钢结构与钢结构、组合结构的比较阐述轻钢结构的特点及在工业厂房中的应用。关键词：轻钢结构；特点1绪论近年来，我国钢结构的发展十分迅速,建设部已制定国家建筑钢结构产业“十五计划和2015年发展规划纲要，力争“十五”期间我国建筑用钢量达到全国钢总产量3，到2015年达6。一般来说，轻钢结构主要有以下几种:冷弯薄壁型钢结构;热轧轻型钢结构;焊接或高频焊接轻型钢结构；轻型钢管结构；板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。轻钢结构的发展迅猛，特别是在工业厂房的建设中有大量的应用。2 轻钢结构、钢结构及组合结构的特点与比较2.1 轻钢结构特点2。1.1 应用范围轻钢结构用度广、优势明显,在我国大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。2.1。2 轻钢结构主要优点（1） 施工周期短轻钢结构的最大优点是所有构件均可由工厂制作，现场拼接安装，对一般规模较小的工业厂房仅需45天至2个月。而采用钢筋混凝土结构的建筑则要6-8个月左右。（2） 综合经济效益好由于施工周期短,可以提前投入使用，提前获取投资效益.采用色彩鲜艳的彩色压型钢板，美观华丽，改善了周边环境的动态感。因为建筑物本身的自重轻，一般情况下不必作桩基,可以节省投资。采用了聚苯乙烯泡沫夹心板或单板加保温棉等措施后，使保温、隔热和隔音等效果良好。彩色压型钢板是以镀锌为基板，又用硅酮作为表面，经两涂两烘加工而成，耐久性也较好.根据我国目前的市场价格，轻钢结构的造价在某种意义上来说已经低于钢筋混凝土结构,当厂房的跨度越大时，其优势更为明显，这也是它在竞争中的一大优势。（3） 震性能好由于钢结构属于柔性结构，自重轻，因而能有效地降低地震影响及灾害的影响程度，极有利于抗震。我国是一个多地震区的国家，在地震区建筑中应大力推广应用钢结构，可减少地震灾害和人员伤亡。(4）易于拆卸搬迁一旦业主对所选厂址不满意或外界环境发生意想不到的变化,则整个建筑可在很短的时间内拆迁，损失极小，而所有这些特点是钢筋混凝土建筑所无法具备的。 由于轻钢结构的诸多优点，随着近年来防火、防腐新产品的不断出现,已较好地解决了轻钢结构防火性能及抗腐蚀性差的缺点，使得它在工业厂房以及民用设施建筑中获得到了广泛的应用.2。2 钢结构特点2.2。1 应用范围目前我国在工业与民用建筑中钢结构的主要应用于重型厂房结构，大跨结构,塔桅结构,多层、高层及超高层建筑,承受振动荷载影响及地震作用的结构等.2.2。2 钢结构主要优点（1）材料的强度高，塑性和韧性好钢材强度要高，因此，特别适用于跨度大或倚载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点：塑性好,结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能性和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。（2）材质均匀，与力学计算的假定比较符合钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性.而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此。钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以得到严格控制，材质波动的范围小。（3）钢结构的制造周期短、施工速度快钢结构大部分构件在工厂生产，运往现场通过焊接或螺栓进行整体组装,可以全天候作业.由于钢结构本身可以作为劲性结构承担结构荷载和施工荷裁，施工时不必支模、拆模，因此不仅降低成本，而且大大加快施工速度.2。3 组合结构特点2.3。1 应用范围目前比较常用的组合结构形式主要有：压型钢板与混凝土组合板、钢与混凝土板组合在一起的组合梁、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构和外包钢混凝土结构等五大类。2.3.2 组合结构主要优点：（1） 组合楼板优点压型钢板可做为浇灌混凝土的模板，节约了大量的木模板及支撑；非常轻便，堆放、运输及安装都非常方面；使用阶段压型钢板可代替受拉钢筋，减少钢筋的制作与安装工作；刚度较大，省去许多受拉区混凝土，节省混凝土用量，减轻结构自重；有利于各种管线的布置、装修方便；压型钢板也可以起到支撑岗两侧向稳定的作用。（2） 钢与混凝土板组合组合梁优点组合梁中混凝土主要受压，钢梁受拉,充分发挥材料特性，当承载力相同时，比非组合梁节约钢材15-25%；混凝土板参加梁的工作，梁的刚度增大；组合梁的翼缘板较宽大,提高了钢梁的侧向刚度;可以承担施工荷载，加快施工速度;抗震性能好。（3） 钢管混凝土结构具有如下特点承载力高。钢管混凝土在轴向受压时，钢管对其内部的混凝土产生约束作用，使其处于三向受压状态，核心混凝土的强度大大提高，而钢材由于内部混凝土的填充,克服了局部屈曲,使其强度得到充分发挥，因而构件的承载力高；具有良好的塑性和延性，抗震性能优越。众所周知,单纯受压的混凝土常属脆性破坏，但核心混凝土在钢管的约束下,不但在使用阶段工作时提高了弹性性质，扩大了弹性工作阶段。而且在高静水压力的情况下，混凝土破坏甚至呈现塑性破坏现象；经济效益好。与钢筋混凝土柱相比，不需要模板，节约混凝土，减少自重70 ，而耗钢量和造价略高或约略相等。与钢结构柱子相比,可节约钢材50%左右，造价降低约45% 。在高层建筑中。由于减少了柱子的面积，增加了有效使用面积，获得了很大的经济效益,同时由于柱子自重的减轻，地震反应也随之减小，综合效益将更大;施工简便,大大缩短工期。与普通钢柱相比，钢管混凝土柱零部件少,焊缝少，柱脚构造简单，可直接插入混凝土基础预留的杯口中，免去了复杂的柱脚构造；与钢筋混凝土柱相比，免除了支模、绑扎钢筋和拆模等工序及人工费用，也不用担心混凝土漏浆现象，在施工过程中,钢管可以做为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量，加快了施工速度.由于自重的减轻，还简化了运输和吊装的工作。2。4 轻钢结构与普通钢结构的比较轻钢结构与普通(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,还有以下优点：(1） 用钢量更省,主框架钢材可省1050；（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) 柱底一般设计成铰接，节省了基础和钢框架的材料用量。2.5 轻钢结构与组合结构的比较（1) 在大跨度结构中,轻钢结构强度高、自重轻的优势可充分发挥.工程总造价比同类型组合结构低许多，具有明显的经济效益;（2） 施工周期短.轻钢结构大部分可实行工厂自动化生产，现场主要采用螺栓拼装。一幢大中型厂房、仓库类建筑，从设计、制作、安装到竣工完成一般仅需2- 4个月，与组合结构相比能大大地缩短施工期；(3） 屋、墙面彩板颜色多种多样，可根据需要，设计出外形美观，色彩鲜艳,立面丰富，具有现代化气息的建筑；（4) 房屋的拆迁及改、扩建方便，重复利用率高.3轻钢结构厂房由于轻钢结构的上述特点，而且随着近年来的防火、防腐钢结构产品的不断出现，使得它在工业厂房及民用设施中获得了广泛的应用。3.1 轻钢结构厂房的特点3。1。1 结构自重轻，节约钢材 轻钢结构是相对于普通钢结构而言的，自重轻是轻钢结构区别于普通铜结构的特点之一。通常，在外荷载相同、结构形式、跨度相同的情况下，轻钢结构比普通钢结构节约钢材40以上。3.1。2 结构安全可靠抗震性能好 轻钢结构采用的钢材材质均匀各项同性，塑性韧性好,构件断裂前有较大的延伸变形，抗震性能好。3。1.3 房屋空间大，使用灵活 轻钢房屋构件截面远小于混凝土结构，结构占空间小,门架式轻钢房屋内墙均为非承重墙,用户可根据使用要求，随意划分使用空间。所以轻钢房屋为用户提供了最大、最有效的使用空间。3。1。4 工厂制造、工地拼装，运输、安装方便，施工周期短。 制造工业化、构件加工精度高,加工自重轻，安装不需大型安装机械，施工周期短，加速了资金周转,综合经济教益好.3.1.5 轻钢房屋墙面、屋面采用彩色压型钢板或夹芯保温板,建筑外观美观，造型好.3。2 轻钢结构厂房的抗震特点钢材基本上属各向同性的匀质材料，具有轻质高强韧性好的性能，是一种很适宜于建造抗震结构的材料。在地震作用下,钢结构房屋由于钢材的材质均匀,强度宣于保证，因而结构的可靠性大；轻质高强的特点使结构的自重轻，从而结构所受的地震作用减小；良好的延性性能使钢结构具有很大的变形能力，即使在很大的变形下仍不致倒塌，从而保证结构的抗震安全性。尽管轻钢结构有以上优点，但是在强震作用下,还是会发生局部破坏和材料的脆性破坏。如交叉支撑的破坏、节点的破坏等，尤其是柱脚和梁柱焊缝的破坏比较突出，因此应针对轻型钢结构的特点采取相应的抗震构造措施。例如，构件之间的连接应尽量采用螺栓连接；斜梁下翼缘与刚架柱的连接处宜加腋以提高该处的承载力，该处附近翼缘受压区的宽厚比宣适当减小;柱脚的抗剪、抗拔承载力宜适当提高，柱脚底板宜设抗剪键,并采取提高锚栓抗拔力的相应构造措施；支撑的连接应按支撑屈服承载力的1.2倍设计等。4.结论由于社会经济的发展和技术进步，在轻工业厂房的设计中,轻钢结构已经成为一种重要的结构形式,它具有自重轻、造价低、施工周期短、工厂化程度高、现场工作量小、综合效益高等优点，因此在现代结构中将得到更广泛的应用。参考文献：1 弓晓芸 轻型钢结构建筑体系的发展及展望J 工业建筑，1995( 7） : 25-262 赵鸿铁 钢与混凝土组合结构M北京科学出版社，2001：5657。3 韩林海钢管混凝土结构M北京科学出版社，2000:9092.4 李杰，李国强地震工程学导论地震出版社，19925 GB 500ll一2001，建筑结构抗震设计规范s