輕鋼結構的發(fā)展更是如火如茶，特別在工業(yè)廠房的建設中則更為迅猛。從鋼結構制造和施工企業(yè)數(shù)景的大幅增長就可窺斑，如海市的鋼結構制造和施工笮位已由原來的幾家下子發(fā)展到現(xiàn)在的400多家，畢海的寶鋼地區(qū)就有近旰家的鋼結構制造廠1大好形勢下，如何閌勢利導，抓好設計和施質懾，這是當前個十分迫切的問。
意點朔件設計及腹板屈曲后強度的利用和蒙皮效應等作概略介紹，利讀療對輕鋼結構介1比較全而的解，輕鋼結構及其適用范圍所謂輕鋼結構通常搡指由下列鋼材所構成的結構。
①冷彎薄壁型鋼結構
②熱軋輕型鋼結構
③焊接或高頻焊接輕型銦鋼結構
④輕型鋼管結構
⑤板壁較薄的焊摶紺合梁及焊接組合柱而構成的結構
適用范圍根據(jù)我國自前情況來看，這種結構由于其用途廣優(yōu)勢明，大量應用十單層工1廠房多層1業(yè)廠房辦公樓以及高層建筑中的非承重構件等。對單層工業(yè)廠房而言，通常以只形鋼，采用焊接連接作為梁柱，以0形或2形輕鋼板作檁條，屋蓋系統(tǒng)或樓面系統(tǒng)用壓塑彩色鋼板作面層，上面可澆混凝土，壓型鋼板既可作為鋼筋，必要時也可以再配鋼筋。墻斷圍護也可采用笮層或夾層壓型鋼板，夾層板內部可充填各種保溫廠。
施工周期短輕鋼結構的最大優(yōu)點是所有構件均可以由廠制作現(xiàn)場拼接安裝，對般規(guī)模較小的工業(yè)廠房僅需45大至2個月，而若采用鋼筋混凝土搦筑則要812個月左右，綜合經(jīng)濟效益好施工周期短，可以提前投人使用，提前獲取投資效益；采用色彩鮮艷的彩色甩型鋼板，美觀華麗，改善周邊環(huán)境的動態(tài)感；建筑物本身的自重耔，般情況下不需要做樁基，以節(jié)省投資；由于采用了聚苯乙烯泡沫夾心板成中。板加保溫棉等措施6，使保溫隔熱和隔，等效果良好。彩色鋼板是以鍍鋅為基板又用硅作為衣向經(jīng)兩除兩烘加工而成，耐久性也較好，根據(jù)！前我國的市場價格，輕鋼結構的造價已經(jīng)低于鋼筋浞凝七結構，當廠房的跨度越大時，其優(yōu)勢更為明，這也是競爭的大優(yōu)勢。
抗震性能好由于鋼結構屬于柔性結構重輕，因而能，效地降低地震響應及災害影響程度，極有利于抗篇=我閩是個多地誤區(qū)國家，在地震區(qū)建筑中應多多推廣應用鋼結構，必可大大減少地震災害和人員傷，唐山地震的慘痛教訓應予牢記。目前，天津市已正式啟動輕鋼結構住宅。
?、纫擞诓鹦栋徇w只業(yè)主對所造廠址不滿意或外界環(huán)境發(fā)生意想不到的變化，則整個違筑可在很短時間內拆遷，損失極小，而這是鋼筋混凝土建筑所無法具備的。
正是由于輕鋼結構的諸多優(yōu)點，而且隨著近年來防火防腐新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，已較好地解決了輕鋼結構抗腐蝕性差的缺點，使得它在工業(yè)廠房以及民用設施中獲得廣泛的應用材料選擇和設計中的注意事項輕鋼結構作為普通鋼結構的衍生結構，其基本計筧理論和后者基本相同。，詳細情況可參上海市標準頂08 6897輕鋼結構設計規(guī)程和中國工程詿設標準化辦會標準310298門式鋼架輕型圾堵鋼結構技術規(guī)程，這里僅著，強調幾點在用材1.應優(yōu)先采用礦形鋼。它受力合理，拼接方便。加工容易。對于承重結構宜用總巧鋼和低合金鋼中的巧肘或肘鋼，但需注意識35人鋼的含碳量不作為交貨條件，焊性無保證，故不宜采用作焊接結構。對于板厚大，25，的梁翼緣與柱，現(xiàn)場焊接的梁樸節(jié)點不宜，2353.，應盡選用2351或，235 81對尸特別重要結構直選用，2350或Q235Dn比現(xiàn)行1788鋼結構設計規(guī)范中的規(guī)定值提5MPa上海標準，焊縫強度也作了相應調整。
考慮技術進步閃素，將要受力構件的壁厚調小，即在現(xiàn)行爪1887冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范中的主要受力構件的壁厚不小于21調整為不小于1.5框架梁柱構件不小于3mm，在風荷載作用下，門式剛架的側移按0818 87冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范規(guī)定為柱頂高度的50但在這2個規(guī)程中均作了細化規(guī)定并作相應調整，但具體數(shù)值不盡相同。設計者在使用時宜予以注意。
在設計剛架屋架和檁條等時。應考慮由風吸力作用所引起構件內力變化的不利影響，此時永久荷載分項系數(shù)取為1.這規(guī)定主要是考慮到當設計的剛架厘架檁條在屋面材料較輕的情況若受風吸力作用，構件內力將會變吁，會出現(xiàn)拉桿變?yōu)?；桿的情況。在內力變號時永久荷載起減載作用，若仍將永久荷載分項系數(shù)取為1.2，則會造成結構可靠度的降低，導致不安因索，結構或構件的塑性設計及腹板屈曲后強度輕鋼結構允許采用塑性設汁，但僅適用于不直接承受動力荷載的固端梁連續(xù)梁以及由實腹構件組成的篳層和2層樞架結構，采用塑性設計的結構或構件。按承載能力極限狀態(tài)設計時，應采用荷載簡單的塑性理論進行內力分析。按塑性設計時，鋼材和連接的強度設計值應按規(guī)程的有關條款規(guī)定的數(shù)值乘以折減系數(shù)9.塑性設截面板件的寬厚比也應符合有關規(guī)定。
當通過理論分析和實驗確定后，就可用有效寬度來達受壓板件屈曲后極限強度，并進而采用有效截面來考慮板件局部屈曲的影響。利用板屈曲后的強度進行結構設計最早于飛機結構中，因為飛機結構設計是在保證定可靠度的前提下以減輕結構重量為目標。在普通房屋建筑鋼結構設計中般不允許板件產(chǎn)生局部失穩(wěn)。而冷彎薄壁型鋼，其特點之就是壁薄，壁厚不大于6，以極少的材料加工成為寬展的截面，以提高構件的截面剛度和整體穩(wěn)定承載力，為此，不得不突破鋼結構設計規(guī)范，8萬788中對板件寬厚比限值的規(guī)定，允許板件產(chǎn)生局部失穩(wěn)，進而利用屈曲后強度的提高。
輕鋼結構式剛架是主要的承重結構，般足采用實腹型變截面的柱和梁組成。式剛架的形式可以單坡雙坡和多坡，多跨建筑的中間柱多采用鉸接的搖擺柱。門式剛架工字截面鋼構件中腹板以受剪為主，抗彎作用不如翼緣有效，增大腹板的高度，可使翼緣抗彎能力發(fā)揮得更為充分。但是，在增大腹板高度的同時，如果厚度增之過大，則腹板耗鋼量太多，也是不經(jīng)濟的。因此，先進的設計方法是采用高而薄的腹板，按有效截面概念設計，這種設計雖然會引發(fā)腹板屈曲，但板件屈曲不等于承載能力喪失，而是還有相當可觀的屈曲后強度可以利用。在主要為均布荷載起控制作用的結構中，在受沖擊疲勞振動等荷載的條件下，可充分利用結構受力板件的屈曲有效截面來分析壓彎桿件腹板的穩(wěn)定性，從而使其腹板高厚比限值可以大幅度提。根據(jù)天津大學所作的試驗證明，當荷載超過理論計算的屈曲臨界荷載很多時腹板才呈現(xiàn)凸曲變形，且凸曲變形都不大，故適當利用屈曲后強度是可行的，蒙皮效應壓型鋼板因其重量輕強度高外形美觀安裝便捷等優(yōu)點而廣泛應用，國外不僅用于工業(yè)廠房，且很多民用建筑也用它做屋面板和墻板等圍護結構。所謂蒙皮效應是指壓型鋼板在其平面內的抗剪能力，可稱為受力蒙皮作用。如將壓型鋼板與構件進行可靠連接，則此蒙皮效應可使圍護結構同時成為結構的重要組成部分，參與整個結構體系工作，為與之相連的受壓受彎壓構件提供連續(xù)側向支撐，從而提高這種構件的剛度及穩(wěn)定承載力，如1為截面形美國的設計規(guī)范引進了蒙皮支撐的設十方法。
我國冷彎型鋼受力蒙皮結構設計規(guī)范尚在編制中。
假設在蒙皮的支撐作用下，構件在荷載作用下沒有彎曲變形沒有截面的扭轉而僅苻軸向壓縮變形，則我們稱蒙皮可為構件提供完全支撐，此情況下的屈服圯力記作6，則服強度。
為考察各種因素對蒙皮支撐構件性能的影響，對該非線性問用有限兀法，取如下構件作分析對象，構件外形尺寸為16，15，12，2.75，的冷彎薄壁卷邊，尾鄹鄭，繽即，材料屈服強度為=270，假定荷載的初始偏心為構件幾何長度的構件長度為3.6兩端鉸接。4中的爪型鋼板與構件用自攻螺釘相連。當壓型鋼板之間無連接件時蒙皮抗剪剛度為隊，5和6為當荷載偏心距=以000，看出蒙皮抗剪剛度的變化，并未使構件跨中截面的轉角有太大的差別。這說明蒙皮抗剪剛度的增大，片不能增大對構件扭轉的約束作用。但是蒙皮抗剪剛度的增大，卻能有效地減小構件的側向變形。必須指出以上的結果是在不考慮蒙皮對構件提供的扭轉約束，即令扭轉約束值F皮總是可以為構件提供不同程度的扭轉約束作用，如不考慮這有利因素，勢必會使計算結果過分保守，試驗和計算結果都明，蒙皮為構件提供的扭轉約束作用可有效地減小構件的扭轉變形，顯著提高軸壓構件的穩(wěn)定承載力。通過理論計算所得出的蒙皮對構件影響于7和8.其截面轉角90，咖18，是由試驗確定2.
側向變形〃，8荷載剪心側向位移關系側向變形，曲線六結語當前，我國鋼結構含輕鋼結構發(fā)展的形勢很好，我國鋼結構年產(chǎn)已超過1億噸，可以預言，21世紀將是鋼結構快速發(fā)展時期，長期以來，由混凝土結構砌體結構統(tǒng)天下的格局將被打破，從事鋼結構制造的施工企業(yè)前景寬闊，各建筑設計院也面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。但是，以下幾點仍需各方加以重視。
應加大推廣鋼結構建筑的宣傳力度目前，鋼結構行業(yè)的競爭非常激烈。這種競爭，不僅來自各行業(yè)各企業(yè)之間，更重要的還來自于鋼結構和鋼筋混凝土結構這兩種建筑之間的競爭。本等發(fā)達國家，鋼結構建筑要占整個建筑的50以上，而我國只占5還不到，差距甚遠。
對于鋼結構與混凝土結構的造價問，應有個全面綜合的認識，不能籠統(tǒng)地認為鋼結構造價比混凝土貴，從而排斥于比較方案之外，這點對廣大設計人員尤為重要。事實上個高層建筑的工程總投資包括工程造價動遷費征地費等方面，工程造價只占工程總投資的50.而工程造價又包括結構造價裝飾費設備費等，結構造價只占工程造價的30左右。而結構造價又分上部結構和基礎造價，上部結構造價僅占基礎造價的50，70.而鋼結構只是指工程的上部結構，在工程總投資中僅占還不到。因此，高層建筑采用鋼結構與采用混凝土結構間的差價所占工程總投資的比例將更小，般不到工程總投資的4.
如果再考慮到采用鋼結構因其自重輕，基礎造價低；因其強度高，可增加建筑有效使用面積；施工速度快及抗震性能好等諸多優(yōu)點，那么鋼結構的優(yōu)勢是不言而喻的。
推廣應用住宅鋼結構應提到重要位置建筑鋼結構雖然發(fā)展很快，但在住宅領域還是空白。全國每年要建數(shù)千萬平方米的住宅建筑，但采用鋼結構的幾乎沒有。當然這和我國傳統(tǒng)思想觀念以及對鋼結構的認識偏差有關?？上驳氖?，天津市政府已率先決定于今年啟動輕型鋼結構建筑，將建設10萬12的輕鋼住宅，其范效應將不可低估，希望各地有關職能部門及廣大設計人員應有超前意識，作出響應，對輕鋼住宅建筑的發(fā)展作出應有貢獻。
應積極提高各鋼結構制造施工企業(yè)設計院所等技術人員的業(yè)務水平我國在較長段時間內，由于鋼結構使用很少，各設計院所建筑企業(yè)大多從事單的混凝土結構工程的設計和施工。目前應大力加強和提高各級技術人員的鋼結構業(yè)務水平。應充分發(fā)揮各高等院校學術團體等舉辦鋼結構技術講座規(guī)范培訓班等。
發(fā)展鋼結構要在政策上給予支持和傾斜這種政策性的扶植應包括在鋼結構技術的發(fā)展上應將其納入國家建筑技術發(fā)展規(guī)劃，并在科研項1經(jīng)費等方品予以重點支持；對于鋼結構的住宅建筑，在土地征用稅收等方面予以優(yōu)惠，以降低建設成本，使其更具市場競爭力；大力推廣使用國產(chǎn)鋼材以此和鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)形成良性循環(huán)。
