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摘要：目前，钢结构的应用已经越来越受到社会的广泛好评，钢结构是一种新型环保产业，尤其是轻型钢结构的广泛应用，更大大的提高了钢结构行业的整体水平。本文主要探讨和研究钢结构的设计以及探究轻型钢结构的应用，旨在将钢结构的应用体制更加完善，促进轻型钢结构的进一步应用和发展。
关键词：钢结构；设计；轻型钢结构；研究
一、钢结构在我国的发展与变革
1、自20世纪末期以来,我国的钢结构就在快速发展，且我国的钢铁生产总量在一亿吨以上，在世界上处于首屈一指的地位。近些年来，我国的钢结构的生产量逐渐提高，质量也在有所提高和发展，与此同时，钢材的价格却呈现出逐年降低的趋势，也大大的刺激了钢结构这一新型产业的发展。
2、随着我国建筑行业的不断发展，我国已经逐渐改变了那种砖石和混凝土结构的建筑，逐步向轻型的钢结构建筑的方向发展。这也是我国乃至全国发展的一种新兴的建筑趋势。
3、从钢结构发展的技术角度出发，钢结构的设计规范以及技术规范也在不断的发展和完善。对于普通的钢结构、轻型钢结构以及其他种类的钢结构的设计安装以及验收标准已经完备。
轻型钢结构的概念及特征
1、轻型钢结构的概念
轻型钢结构一般都是以单位为主要形式的钢结构房屋建筑，最早是以轻型钢的建筑形式出现，之后由于其钢建筑很轻而得名，逐渐被应用到现代化的工业建筑当中。随着时间的推移以及经济的不断发展，轻型钢结构的使用区域在逐渐扩大，使用范围在不断延伸，越来越多的工厂或者商场都运用了轻型钢结构的建筑载体。
2、轻型钢结构的主要特征
1）、轻型钢结构自身的重量比较轻
轻型钢结构的自身重量比较轻是轻型钢结构最突出的优势和特征，这一优势加快了轻型钢结构的发展速度和扩大了轻型钢结构的适用范围。轻型钢结构多数都是运用H型钢，它比槽钢和工字型钢的截面系数要高，利用效率更高，还能节约资源，降低成本，提高经济效益。
2）、轻型钢结构具有很高的工业化发展水平
轻型钢结构的房屋建筑材料十分的简单，实施起来简单易行，其在生产和安装的过程当中的工业化发展水平比较高，提高了工业化建筑的整体水平，促进工业化建筑的快速发展。
3）、缩短施工期
轻型钢结构的自身重量轻便，安装起来简单方便，这大大的节约了施工的时间，能够在保质保量的前提下，提前完工，缩短了施工的工期，节约了成本和费用，促进建筑企业的经济效益的提高。
4）、具有耐久性。轻型钢结构的使用寿命比一般的建筑结构都要长，可使用100年之久。
5）、具有节能、环保功能。轻型钢结构的材料是环保型材料，可以100%回收利用，还能够节约50%的能源。
三、、轻型钢结构的建筑框架及适用范围
（一）、轻型钢结构的建筑框架
轻型钢结构的框架主要包括承重结构、支撑结构、楼盖结构、围栏结构、节点结构以及其他基础性的结构等。下面主要说明轻型钢结构的框架内容：
轻型钢结构的承重结构
轻型钢结构的承重结构主要包括门式钢结构、多跨式钢结构。二者都是轻型钢结构的承重体。
1）、门式钢结构框架
门式的钢结构框架的结构形式在我国的钢结构轻型行业中处于最重要的位置。门式的钢结构框架有很多形式，如多跨式、单、双跨式等门式等等，门式的钢结构框架和墙梁以及其他各种钢结构支撑结构共同受力，门式钢结构可以随着高度与跨度的的不同点来采用不同界面的样式。这种门式的钢结构主要适合在大型仓库、简易厂房以及大宗农贸市场等，其具有临时性的特点。如下图所示：
2）、多跨式钢结构
墙梁和墙柱是多跨式的钢结构的重要内容。墙梁和墙柱和建筑的强加结构以及支撑结构相互连接，且建筑的宽和高的比例要在6以下，墙梁和墙柱多采用H型的钢材或者冷弯型钢材以及轻度受热型钢材等。
多跨式的钢结构自身重量比较轻，抗震能力比较弱，一般多用于建筑办公楼或者购物商场等建筑。如下图所示：
2、轻型钢结构的支撑结构
由于轻型钢结构对于抗震的性能不强，所以要加强轻型钢结构的抗震能力和增强荷载的水平，对轻型钢结构刚性度进行有效的加强，提高轻型钢结构的支撑度，完善轻型钢结构的支撑结构。一般情况下，多数会使用角钢等钢材在墙柱之间建立具有垂直性的支撑机构，可以横纵向进行布置，且要均匀。
3、轻型钢结构的楼盖结构
轻型钢结构的楼盖结构的主要内容是楼的面板以及钢梁构成。楼面的梁和楼面的板要密切联系起来，提升轻型钢结构楼面结构的稳定性能。楼面板要具有一定的整体性、刚性以及强度。目前，我国的楼板形式主要有：现场浇铸的钢筋混凝土楼面板、预制的混凝土楼面板以及压型的楼面板。不同的楼板形式，其作用和性能也是不尽相同的。现场浇铸的钢筋混凝土楼面板和压型钢结构楼面板具有很强的支撑度和永久性。对于促进轻型钢结构的发展提供了强有力的保障。
4、轻型钢结构的围护结构
轻型钢结构的围护结构的作用就是将多层的钢结构建筑的自重有效的降低，且轻型钢结构的围护结构大多运用自重比较轻的钢结构材料。在建筑的外墙结构一般使用加气的混凝土或者空心砖等，此外，还有很多的房屋建筑使用比较美丽的玻璃幕。在房屋建筑的内墙意义使用混凝土加气、空心砖或者轻型的龙骨石膏板钢材，这种轻型的钢材颜色比较丰富，外观比较好看。
5、轻型钢结构的节点结构
轻型钢结构的节点结构一般运用箱子形状或者H形状的界面，为了能够弥补腹板薄的缺陷，要在梁和弱轴的方向用铰进行有效的连接,用钢连接梁和强轴方向。由于轻型钢结构具有薄的弱点，所以一般不要在建筑施工现场进行钢结构零件的焊接。
6、轻型钢结构的其他基础结构
轻型钢结构有很多的基础性结构，如十字基础和条形基础以及独立基础等等。在运用轻型钢结构的独立基础结构时，要特别关注和留意各个基础由于不均匀的沉降问题而导致轻型钢结构的上面部分受到了严重的影响，所以在进行轻型钢结构建筑施工时候，这些基础性结构一般多在施工的现场进行现场浇铸或者预制。
四、探究轻型钢结构的设计内容及应用
1、设计单门轻型钢结构建筑
1）、要将轻型钢结构的墙柱高度、距离确定好。其可以根据吊车的数据或者轻型钢结构建筑工艺的要求来确定。在60米之内的跨度情况下以3米的倍数增加，墙柱的距离约未7-8米，墙柱高度尽量放低，但是一定要满足轻型钢结构建筑施工的基本要求。房屋建筑的坡度要在1∕5-1∕20之间。
2）、要将轻型钢结构的柱横截面确定好。其确定参数如下表所示：
3) 、使用计算机来计算草图大纲。
4) 、设计轻型钢结构的节点。设计节点是轻型钢结构整个设计中的最重要环节。要将各项因素进行全盘的考虑，避免节点设计与结构的分析不相适应。节点的内容有铰接、刚接与半钢接，在实际的运用当中多数都运用刚接和铰接的设计节点。
2、设计多跨式的轻型钢结构建筑
多跨式的轻型钢结构设计与钢筋混凝土的结构设计比较相似，一般都是按照弱梁配强柱，弱杆构件搭配很强的节点的设计原理来进行。但是与钢筋混凝土不同的地方在于轻型钢结构的侧向刚度非常小，其需要将柱间的距离确定好，确保支撑力度和稳定性能。
结束语
总而言之，轻型钢结构是钢结构行业中非常重要的组成部分，轻型钢结构具有自重比较轻，生产和实施安装都比较简单和方便，节约材料和资源，是当代建筑行业中的新型宠儿。轻型钢结构的设计要按照具体的建筑房屋进行具体设计和实施，促进轻型钢结构的行业又好又快的发展，促使整个工业化建筑迈上新的台阶，使得我国的建筑行业能够更加有序稳步的前进与发展。
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论文作者:赵明华
论文发表刊物:《建筑科技》2017年9期
论文发表时间:2017/10/18
标签：钢结构论文; 结构论文; 建筑论文; 楼面论文; 节点论文; 型钢论文; 框架论文; 《建筑科技》2017年9期论文;