轻型钢结构工程第一节轻型钢结构简介第二节轻型钢结构材料第三节轻型钢结构设计第四节轻型钢结构的制作、安装及防护第一节轻型钢结构简介一、轻型钢结构的特点目前，我国轻型钢结构发展迅速，与传统的钢筋混凝土结构 、普通钢结构相比，轻型钢结构建筑具有如下特点:(1)自重轻(2)工业化程度高(3)现场施工速度快、工期短 (4)综合经济效益优良(5)结构抗震性能好，变形能力强。 (6)有利于环保(7)外形美观、现代感强烈(8)有利于住宅建筑材料的改革和换代下一页返回第一节轻型钢结构简介二、轻型钢结构的发展与应用(一)轻型钢结构的发展1.低层轻钢建筑方面低层轻钢建筑，指两层以下(含两层)的轻钢房屋建筑，主要 采用实腹式或格构式门式平面刚架结构体系。目前国内轻钢结构 低层建筑主要有工业厂房、机库、候车室、码头建筑、超市、农 贸市场、饮食娱乐用房、体育设施以及各种临时性建筑。下一页上一页返回第一节轻型钢结构简介2.多层轻钢建筑方面多层轻钢建筑是另一种很有发展前途的建筑形式，一般可 定义为:10层以下的住宅;总高度小于24 m的公共建筑;20 m以下， 楼面荷载小于8 KN/m2的工业厂房。这类建筑多采用三维框架架 构体系，亦可采用平面刚架结构体系。国内多层轻钢建筑主要有住宅、多层工业厂房、学校、医 院、办公、娱乐等公共建筑，超市、零售、百货等商业建筑，旧 建筑加层、改扩建等。下一页上一页返回第一节轻型钢结构简介(二)轻型钢结构的应用轻型钢结构的应用范围不仅局限于具有小跨度的房屋，而是 逐渐扩展，已经可以取代部分普通钢结构。轻型屋面的应用和屋面荷载的大幅度降低，使钢屋盖结构的 截面尺寸和重量比按传统混凝土重屋面设计的屋盖大幅度降低， 不仅可以节约钢材用量，加快建设速度，同时还具有较强的抗震 能力，能提高整个房屋的综合抗震性能。轻型钢结构通常采用的形式及应用范围见表10-1。上一页返回第二节轻型钢结构材料一、彩色涂层钢板(一)彩色涂层钢板的定义彩色涂层钢板是指由保护性和装饰性的有机涂料或薄膜连续 涂覆于钢或铝带表面制成的预涂层冶金产品，简称彩板，也称有 机涂层钢板。(二)彩色涂层钢板的类型彩色涂层钢板可分为冷轧基板彩色涂层钢板、热镀锌彩色涂 层钢板、热镀铅锌彩色涂层钢板、电镀锌彩色涂层钢板及印花彩 色涂层钢板、金属压花彩色涂层钢板等。下一页返回第二节轻型钢结构材料二、H型钢(一)H型钢的特点1.材料特点(1)翼缘宽，侧向刚度大;(2)抗弯能力强，比工字钢大510%;(3)翼缘两表面相互平行，构造简单。2.性能特点(1)结构强度高，自重轻;(2)设计风格灵活、丰富;(3)工程施工快，占地面积小，适合全天候施下下一页上一页返回第二节轻型钢结构材料(4)便于机械加工、结构连接和安装，易于拆除和再利用。 (5)是“绿色建筑”的新型钢材，可以有效地保护环境。3.构造特点以热轧H型钢为主的钢结构，塑性和韧性良好，结构稳定性 高，抗自然灾害能力强，特别适用于地震多发地带的建筑结构;与 混凝土结构相比，可增加结构使用面积;与焊接H型钢相比，能明 显地省工省料，残余应力低，外观和表面质量好。下一页上一页返回第二节轻型钢结构材料(二)H型钢的应用范围 (1)工业与民用建筑钢结构中的梁、柱构件。 (2)工业构筑物的钢结构承重支架。 (3)地下工程的钢桩及支护结构。 (4)石油化工及电力等工业设备结构。 (5)大跨度钢桥构件。 (6)船舶、机械制造枢架结构。 (7)火车、汽车、拖拉机大梁支架。 (8)港口传送带、高速公路挡板支架。下一页上一页返回第二节轻型钢结构材料三、冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢是用薄钢板(厚度为0. 3 1 mm，最厚为1. 6 mm)在压型机上冷压而成的。具有轻质高强、便于加工、施工简 便、速度快等特点，在大型工业厂房、食品加工车间、大型库房 、飞机维修库等建筑中普遍使用。冷弯薄壁型钢一般有卷边(C型和卷边Z型两种，其基本尺寸 及主要参数见表10-2和表10-3。上一页返回第三节轻型钢结构设计一、轻型钢结构的设计原则(一)轻型钢结构设计目标轻型钢结构设计的目的是要使设计的结构能够满足各种预定功 能要求，见表10-4。(二)轻型钢结构设计方法根据现行国家标准冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018-2002 )，轻型钢结构采用以概率论为基础的一次二阶矩极限 状态设计法。该方法用分项系数的表达式进行计算。结构可靠度 用可靠指标进行度量，结构可靠指标在分项系数中考虑，并不在 计算式中出现。下一页返回第三节轻型钢结构设计(三)极限状态轻型钢结构的承重结构按照承载能力极限状态和正常使用极 限状态进行设计，详见表10-5。 二、轻型钢结构的设计要求 (一)对屋面荷载的要求轻型钢结构设计时应考虑的屋面荷载见表10-6 (二)对钢材性能的要求轻型钢结构选用钢材有一定的限制，对钢材性能的要求见表10-7下一页上一页返回第三节轻型钢结构设计三、轻型钢结构的变形和构造要求(一)轻型钢结构的变形要求为了不影响结构或构件的观感和正常使用，设计时应对结构 或构件的变形(挠度或侧移)规定相应的限值。(二)轻型钢结构的构造要求轻型钢结构的构造要求详见表10-10。上一页返回第四节轻型钢结构的制作、安装及 防护一、轻型钢结构的制作(一)轻型钢结构制作的特点轻型钢结构制作的特点是条件优、标准严、精度好、效率高 。轻钢结构一般在工厂制作。因为工厂具有较为恒定的工作环境 ，有刚度大、平整度高的钢平台，精度较高的工装夹具及高效能 的设备，施工条件比现场优越，易于保证质量，提高效率。轻型钢结构加工可实现机械化、自动化，因而劳动生产率大 大提高。而且因为钢结构在工厂加工基本不占施工现场的时间和 空间，所以采用钢结构可大大缩短工期，提高施工效率。下一页返回第四节轻型钢结构的制作、安装及 防护(二)轻型钢结构制作流程轻型钢结构制作流程如图10-1所示。(三)钢材的备料、矫正和放样1.备料当备料规格不能完全满足轻型钢设计要求时，可选用代替钢 材，选用代替钢材应符合下列要求:(1)代用钢材的化学成分和机械性能应与原设计的一致。(2)采用代用钢材时，应详细复核构件的强度、稳定性和刚度，注 意因材料代用可能产生的偏心影响;同时，还应在可能范围内做到 经济合理。(3)对于因钢材代用而引起构件间连接尺寸和施工图等的变动，均 应予以修改。下一页上一页返回第四节轻型钢结构的制作、安装及 防护2.矫正钢材从轧钢厂运到金属结构制造厂的过程中，常因长途运输 、装卸等而产生较大的变形，给加工造成困难，影响制造的精度 ，因此加工前必须进行矫正，使之平直。(1)使用钢板矫正辊床，如图10-2所示。 (2)使用水平直弯机，如图10-3所示。 3.放样构件的放样工作是按施工图上的图形和尺寸绘出的大样，并 制作样板和样杆，以作为下料、弯制、刨铣和制孔等加工的依据 。下一页上一页返回第四节轻型钢结构的制作、安装及 防护(四)构件制作构件的制作主要包括切割、制孔和连接三种方法，见表10-11。二、轻型钢结构的安装轻型钢结构由于构件轻，安装十分方便，安装速度比其他结 构快得多，且只要求有简易的起重设备。轻型钢结构安装前，应对构件的制作质量进行检查，构件的 变形和缺陷超出容许偏差时，应进行矫正、修理。下一页上一页返回第四节轻型钢结构的制作、安装及 防护三、轻型钢结构的防护轻型钢结构的防护包括防腐蚀和防火。轻型钢结构的钢材自 重小、强度高，但因为壁薄杆细，发生火灾时很容易使钢结构失 去承载能力，另外，锈蚀也会大大降低钢结构的承载能力，缩短 使用年限。(一)轻型钢结构的防腐蚀轻型钢结构构件的腐蚀主要是由于钢材表面未加保护或保护 不当，而受周围环境中氧、氯和硫化物等侵蚀作用所引起的。1.长效防腐蚀方法(1)热浸锌。(2)热喷铝(锌)复合涂层。下一页上一页返回第四节轻型钢结构的制作、安装及 防护2.涂层法涂层法的适用范围：(1)涂层法的防腐蚀性一般不如长效防腐蚀方法，所以用于室内钢 结构或相对易于维护的室外钢结构较多。(2)涂层的选择要考虑周围的环境。不同的涂层对不同的腐蚀条件 有不同的耐受性。下一页上一页返回第四节轻型钢结构的制作、安装及 防护(二)轻型钢结构的防火钢材是一种不会燃烧的建筑材料，但是它的力学性能会受到 温度影响而发生变化。钢结构通常在450650 C时就会失去承载 能力，产生很大的变形，导致钢柱、钢梁弯曲，不能继续使用。受高温作用的钢结构，应根据不同情况采取防护措施。(1)当受到炽热熔化金属作用时，应采用耐火砖或其他耐火材料做 成隔热层加以保护。(2)当长期受辐射热达150 C以上或在短时期内可能受到火焰作用 时，应采取如下防火措施:下一页上一页返回第四节轻型钢结构的制作、安装及 防护1)采用外包层防火。2)采用膨胀材料防火。3)采用充水方式防火。4)采用屏蔽方式防火。上一页返回图10-1轻型钢结构制作流程返回图10-2钢板矫正棍床返回图10-3水平直弯机返回表10-1轻型钢结构形式及应用范围返回下一页表10-1轻型钢结构形式及应用范围返回上一页表10-2 C型钢基本尺寸及主要参数返回表10-3 Z型钢基本尺寸及主要参数返回表10-4轻型钢结构设计所要满足的功 能要求返回表10-5轻型钢结构设计极限状态返回表10-6轻型钢结构设计应考虑的屋面 荷载返回下一页表10-6轻型钢结构设计应考虑的屋面 荷载返回上一页表10-7轻型钢结构对钢材性能的要求 一览表返回表10-10轻型钢结构的构造要求返回下一页表10-10轻型钢结构的构造要求返回上一页表10-11轻钢构件的制作返回