摘要：随着中国建筑业的发展，许多先进的建筑技术得到了应用，其中轻钢结构以其独特的优势在各种建筑工程中得到广泛和大量的应用。作为绿色环保产品，随着首都国际机场等大型钢结构工程的竣工，表明建筑钢结构正朝着低碳、节能、环保和抗震的方向发展。但凡事都有利弊，轻钢结构因为构件手工作业较多，所以对于材料额制作精度要求也很高，无形中加大了施工的难度，设计的过程中就需要考虑这方面的问题。
关键词：轻钢结构；设计；常见问题；分析
导言：近年来，中国经济持续发展，综合实力不断增强。社会发展为建筑业的快速发展提供了条件。这些建筑分为工业建筑和民用建筑。除了一些重型工厂之外，轻钢结构由于其强度高、重量轻、施工速度快和组装简单而被广泛应用于各种建筑项目中。轻钢结构具有明显的优势，可以为企业节约材料，加快施工进度，促进建筑企业在建筑设计中的快速发展，本文通过对轻钢结构在设计过程中存在的各种问题进行剖析，分析成因并提出有效的措施，以保障施工建设的顺利进行。
1轻钢结构的概述
轻钢结构是指轻型钢结构建筑体系，一般是结构荷载比较小，结构杆件也比较小，构件壁厚比较薄的一类结构。轻钢结构是以热轧轻型H型钢、轻型焊接型钢、高频焊接型钢、冷弯薄壁型钢、薄钢板和薄壁钢管等高效能结构钢材和高效功能材料为主，以各类高效装饰连接材料为辅组装而成，能满足建筑特定使用功能和特定空间需求的轻型全装配钢结构建筑。
2 建筑结构中轻钢结构的主要特点
2.1节约钢材与节约工期
轻钢结构大多是采用薄壁构造，其自身重量轻的特点能够有效节约钢材。在同等外负荷的条件下，轻钢结构较之其他钢结构构能够充分发挥钢材的潜力。相关资料显示，轻钢结构的应用较之传统钢材节约了 15%―30% 的钢材。同时，钢结构的制造、施工、安装不仅仅局限于工地而是由专业的制作厂进行建造，在工地的施工仅仅是拼装、安装。因此，施工周期短，制造速度快，且加工精密度高，结构拼装简单、快速。
2.2建筑结构灵活多变
轻钢结构自身的钢结构使得在建筑结构应用中布局更为灵活，净使用的面积最大化。钢结构建筑的柱距最小化，开间最大化。在轻钢结构的建筑中几乎所有的墙体都是非承重墙，用户可以更具自己的需要随意转换建筑的空间布局，使得建筑的造型更加人性化、个性化。并且，轻钢结构的建筑可以根据建筑的位置对建筑的分隔、保温、散热进行更为人性化的变化。同时，轻钢结构的钢材构建可以在垂直方向满足用户跃层、错层的需求，使得建筑的形式更加多样化，空间更为开阔、简约、明快。
2.3节能环保且经济效益好
轻钢结构的综合经济效益较好，施工速度快和施工周期短的特点能够大大降低施工成本，提前投入使用，具有良好的投资价值。若是采用彩色压型钢材不仅可以获得经济效益还能够改善周边的生态环境。轻钢结构自身的重量较轻也使得建筑工程的总体投资得到节省，并且持久性和耐久性较好。就目前我国的轻钢市场而言，轻钢结构的造价远低于钢筋混凝土结构的造价。
2.4墙体结构
目前，墙体主要分为自承重型和非自承重型。自支撑墙体主要包括加气混凝土砌块、轻钢龙骨加强板、隔板等。外墙，以及石膏板、轻钢混凝土板、水泥刨花板、稻草板等。用于内壁。外部非自承重墙体材料主要包括彩色压型钢板、彩色压型钢板夹层板、玻璃纤维增强外墙板等。该结构的承重壁通常是内横向壁。为了提高墙柱的稳定性，通常在墙柱的高度范围内设置三个轻钢支撑。使用非自支撑墙体材料需要安装墙梁来悬挂外围保护结构。门窗洞口上下要布置。墙梁多采用C形或Z形冷弯薄壁型钢，尺寸取决于跨度（刚架间距）和墙距（板跨）。
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3轻钢钢结构的设计过程中需要注意的问题
3.1轻钢材料的选择
在建筑设计的过程中，往往会根据构建功能进行钢材的选择，不同的功能需要不同型号的钢材。比如在钢架构建筑施工过程中门式刚架、吊车梁、焊接的檩条及墙梁等构件宜采用Q235B或Q345A或者是以上等级的钢材；非焊接的檩条和墙梁等构件，因为其所处位置的不同，可采用Q235A等较低强度钢材。钢材的选择除了需要考虑其位置外，还需要考虑经济性、荷载以及施工温度等。
3.2轻钢结构尺寸设计
轻钢结构的经济效益将受到许多结构设计因素的影响，如跨度、柱距、抛光间距、结构檐高、屋顶坡度、构件截面形式等。在总体设计中，除了经济考虑，设计者将把注意力集中在结构应力比的控制上，但忽略了上述因素。因此，在重新设计轻钢结构时，应考虑以下条件：根据使用要求的不同老驴其他因素，在充分考虑结构截面强度或刚度控制的条件下，在进行相应的结构设计。
3.3建筑稳定性设计
钢结构的稳定性是建筑设计中的一个关键问题。如果钢结构不稳定，将会造成巨大的经济损失。最重要的是影响居民的安全，给生命和财产带来严重影响。目前，钢结构施工事故的主要原因是设计人员经验不足，没有充分掌握钢结构的特点，相关设计要点也没有反复研究，导致钢结构不稳定。
3.4不确定性因素
在钢结构体系设计中，有许多不确定性因素会影响设计的稳定性，比如物力、几何不确定性因素，包括材料（弹性模量、屈服应力等）、杆件尺寸、截面积、残余应力和初始变形等。当确定与稳定性相关的几何和物理量时，大多数问题将基于过去的经验进行分析，而不考虑实际情况。此外，当设计者分析钢结构时，所提出的假设、数学模型和边界条件与当前的技术发展水平不一致，并且难以在计算中反映出来，导致理论值和实际承载力之间的差异。目前，结构随机冲击分析中处理的问题主要限于确定的结构参数和随机载荷输入模式。然而，在实际工程中，由于参数的不确定性，结构响应会有明显的差异。
3.5网架结构设计
当许多设计者在钢结构中设计网格结构时，他们采用了网格结构和下部结构分离的方法，即首先设计和计算上部，然后设计下部结构。然而，存在一个问题，即下部的刚度经常变化很大。单独设计会导致网格的上下刚度与实际情况不一致，这对于建筑物的整体钢结构来说是有问题的。因此，在网格结构的设计中，下部结构和网格结构应该同时进行。网架内部结构决定着网架与钢结构的刚度有关系，分开设计虽然不会造成很大的问题，但是这样的设计时违背机构和受力理论的，不能因为没有出现问题，就不按照规范施工，作为设计人员，一定要严格规范设计行为，不断提升自身专业知识水平。不断去研宄探索钢结构建筑设计的稳定性，为建筑钢结构设计的不断完善做出努力。
3.6建筑围护结构设计
在钢结构建筑的设计中，风力的影响不容忽视。风会影响钢结构中的檩条，导致檀变得不稳定。檩条之间设置支撑和支撑可以使钢结构的稳定性不受影响。在一些建筑设计中，会设置檩条、支撑和对角支撑，但忽略了在墙上添加支撑。这样，潜在的安全隐患将在后期被掩埋。因此，在设计时，设计师不应该忽视设计的细节。数千英里的血液已经在巢中坍塌。
结束语
总之，轻钢结构在建筑工程中得到了广泛的应用，在建筑结构设计中发挥着重要作用。它突出了轻钢结构在设计中的特点，并不断优化，及时采取有效措施解决由此产生的问题，确保建筑施工的顺利进行。
参考文献：
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[2]赵雪仰，郭杰，刘敏.钢结构稳定性设计[J].科技信息，2017，（29）.
[3]张树林.房屋结构设计中设计要点分析[J].科技创新导报，2018，（18）.
论文作者:吕文亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：结构论文; 钢结构论文; 轻钢论文; 建筑论文; 钢材论文; 型钢论文; 檩条论文; 《基层建设》2018年第30期论文;