轻钢结构(轻钢结构厂房的组成和形式)

轻型钢结构是在普通钢结构的基础上发展起来的一种新型结构，它包括轻型屋面下使用的所有钢结构。

与普通钢结构相比，它具有更好的经济指标。轻钢结构不仅自重轻、用钢量少、施工速度快，而且抗震能力强，能提高全屋的综合抗震性能。目前是工业厂房广泛采用的结构。

轻钢结构由基础梁、柱、檩条、层和墙组成。

轻型单层住宅一般采用门式刚架。

支持屋顶的三角形桁架

接线框

门式框架的形式

刚架的形式和特点

1、轻型屋面的使用，不仅可以减小梁柱截面尺寸，基础也相应减小。

2.在多跨建筑中，可以做成有屋脊的大双坡屋面，为长坡排水创造了条件。设置中柱可以减小梁的跨度，从而降低成本。中柱是钢管做的上下铰接的摆动柱，占据空的小空间。

3.刚架的侧向刚度由檩条保证，省去了纵向刚性构件，减小了翼缘宽度。

4、刚架可采用变截面，截面与弯矩成正比；当横截面改变时，腹板的高度和厚度以及凸缘的宽度可以根据需要改变，以充分利用材料。

5.刚架的腹板可按有效宽度设计，即允许部分腹板失稳，可利用其屈曲后强度。

6.竖向荷载通常是设计控制荷载，但当风荷载较大或建筑物较高时，风荷载的作用不容忽视。在轻型屋顶的门式刚架中，地震作用一般是不可控制的。

7.支撑可以做得更轻。可以直接与腹板连接，也可以用水平节点板连接，可以用受拉圆钢。

8.所有结构部件均可在工厂制造，工业化程度高。构件可根据运输条件进行分割，单元在现场用螺栓连接，安装方便快捷，土建工程量小。

梁连接和梁拼接

门式刚架梁与柱的连接可采用垂直端板(图A)、斜端板(图B)和平端板(图C)。拼接梁时，端板应垂直于部件的外边缘(图D)。

刚架柱脚

门户刚架轻型房屋钢结构宜采用平铰柱脚(图A、B)。必要时，也可以使用刚性基脚(图C和D)。

支架

牛腿的结构如图所示。

支持屋顶的三角形桁架

屋架的结构形式:屋架的结构形式主要取决于所用的屋面材料和房屋的使用要求。主要有三角形屋架、三角形拱形屋架、梭形屋架和平坡梯形钢屋架。

轻钢屋架与普通钢屋架本质上没有太大区别，两者的设计方法和原理相同，只是轻钢屋架的构件截面尺寸较小，连接结构和使用条件略有不同。

梯形屋架铰接支撑节点

檩条

檩条形式:檩条宜采用实心腹杆，或空腹杆或格构杆。檩条一般是单跨简支构件，实腹檩条也可以是连续构件。

空腹檩条:/[k0/]腹檩条由上下弦角钢和节点板焊接而成。其主要特点是用钢量少，可以合理使用小角钢和薄钢板。由于扣板间距密集，组装焊接工作量大，所以使用较少。

格构檩条:格构檩条可采用平面桁架式、空桁架式和底撑式檩条。

实心檩条

1.槽钢檩条

分为普通槽钢檩条和轻型槽钢檩条。普通槽钢檩条(图一)；由于型材厚度较厚，强度不能充分发挥，用钢量较大。轻型槽钢檩条虽然比普通槽钢檩条有所改进，但仍不理想。

2.轻型H型钢檩条的高频焊接:高频焊接轻型H型钢(以下简称“轻型H型钢”)是引进国外先进技术生产的一种梁(图B)，具有腹板薄、抗弯刚度好、两主轴惯性矩接近、翼缘板平直、易于连接等优点。

3.带卷边槽的冷弯薄壁型钢檩条:带卷边槽的冷弯薄壁型钢檩条(C形)(图C)截面互换性大，应用普遍，用钢量少，制造安装方便。

4.卷边Z形冷弯薄壁型钢檩条:分为直卷边Z形(图D)和斜卷边Z形(图E)。其主平面X轴刚度高，用作檩条时挠度小，用钢量少，制造安装方便。倾斜卷边的Z形钢在存放时也可以叠放，占地少。当屋面坡度较大时，这种檩条应用广泛。

檩条的连接结构

檩条与屋面应可靠连接，保证屋面能防止檩条的侧向失稳和扭转，这对于不验算整体稳定性的实腹式檩条尤为重要。

檩条与型钢屋面之间的连接应采用带橡胶垫圈的自攻螺钉。

檩条的撑杆和支柱:它们通过螺栓连接在一起。

屋架(刚架)檩条的排列与排架

1.为了避免屋架上弦的弯矩，檩条应位于屋架上弦节点处。当使用内天沟时，侧檩条应尽可能靠近天沟。

2.实心檩条的截面应垂直于屋面坡度。对于槽钢和Z形钢檀，建议将上部翼缘的肢端(或边缘)朝向屋顶，以减少屋顶荷载偏心引起的扭矩。

3.桁架檩条的上弦应垂直于屋架的上弦，而腹板和下弦应垂直于地面。

4.屋脊檩条方案:实腹檩条宜采用双檩条方案，屋面檩条可用槽钢、角钢或圆钢连接(见下图)。桁架檩条在屋面采用单檩条方案时，虽然用钢量较少，但檩条型号较多，结构复杂，一般宜采用双檩条。