文档介绍：轻钢结构分析及轻量化设计摘要:轻钢结构相比于传统的钢结构更轻,它由基础体系、承重体系、支撑体系、楼盖体系、维护结构等部分组成,在设计时尤其要注意其轻量化设计。关键词:轻钢结构结构体系轻量化设计20世纪80年代以来随着钢产量的不断攀升,国外的轻钢结构也进入了国内市场,并随着其应用越来越广,人们对其认识也发生了重大转变。概而言之,现代轻钢结构是指以各种H型钢、冷弯薄壁型钢、焊接薄钢板变截面梁、柱等构成的建筑结构,与传统的轻钢结构相比,它更突出了“轻”字,并且应用范围也进一步扩大,由工用向民用拓展,显示了其强大的生命力。1现代轻钢结构的特点分析(1)钢结构首要的特点就是结构自重轻,强度高的特点,工程造价低的特点。而现代轻钢结构更轻,由于采用了轻型H型钢、冷弯薄壁型钢、薄钢管等材料,材料的性能更能得到充分的发挥。(2)结构体系简单,设计有程序可依。目前有许多比较成熟的轻钢结构设计程序,如中国建筑科学院开发的STS软件,同济大学开发的3D3S程序、建筑标准设计研究所开发的GFCAD等等,所有这些软件大大减少了设计周期。(3)材料规格种类少,能够标准化生产。轻钢结构变大型部件为梁、柱、板结构,部件的单位由大变小,部件的生产、运输、吊装更加轻便。而且部件的组装空间的任意性强,能够有效缩短施工周期,能够提前投入使用。(4)采用大空间结构,方便使用者根据需要对空间进行功能划分。轻钢结构采用的是框架或框架剪筒式结构,并没有事先规定功能区域,用户可以根据自己的需要,对室内空间进行任意分割。(5)有利于环保,轻钢结构的构件之间通常采用螺栓连接,拆装方便,整个建筑物可在很短的时间内拆迁,损失极小,并且当建筑物的全寿周期结束后,很少产生固体垃圾,有利于环保。(6)轻钢结构具有良好的抗震性能。由于轻钢结构的柔性比较好,能够很好地消耗地震能量,因此,在地震中,破坏极小,并且,由于现代轻钢结构自重更轻,材料简单,即便在地震中发生很大的破坏,也不会导致很大的伤亡。因此,现代轻钢结构相比于其他结构来说,具有无可比拟的综合经济效益和社会效益。2轻钢结构体系组成轻钢结构通常由基础体系、支撑体系、以及承重体系、楼盖体系、维护体系等部分组成。其中,基础体系、支撑体系、承重体系以及楼盖体系对轻钢结构最为重要,直接与结构的稳定性、安全性相关。首先,就基础体系说,轻钢结构自重轻,对基础要求相对较低,通常以柱下独立基础为主,当地基比较弱的时候,可以采用十字形或条形基础。但由于各基础之间彼此独立,因此,必须要考虑各个基础之间的不均匀沉降问题,选择基础场地时,必须要对基础的地质状况进行必要的勘察、计算,确定采用何种基础及尺寸大小,以避免不均匀沉降对对整个结构的影响。其次,轻钢结构柔性大,因此水平荷载对其影响很大,为了保持结构的稳定性,就必须要在柱间布置支撑体系,通常有单斜杆型、X型、人字或倒人字型、W或倒W型以及偏心支撑等形式,每一种形式的承载力也各不相同,在我们的设计中,通常是根据结构所承载的水平作用力的大小,采用模拟试验的方式进行选择。再次,承重结构直接与建筑物的使用功能相关,通常说来,轻钢结构承重体系主要有钢架结构体系、多层结构体系,其中后者又包含框架结构体系、框架-支撑体系、夹心板组合房屋体系等多种体系,每一种结构体系的适用范围各不相同,在实际设计中,必须根据总的功能需要及建筑要求选择合适的结构体系