哈工大-轻型钢结构讲义1

轻型钢结构主讲人：杨斌

参考资料冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018－2002钢结构设计规范GB50017－2003建筑结构荷载规范GB50009－2001钢结构工程施工质量验收规范GB50205－2001门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002

轻型钢结构设计手册中国建筑工业出版社冷弯薄壁型钢结构设计手册中国建筑工业出版社钢结构稳定理论与设计陈骥编著科学出版社钢结构设计张耀春主编高等教育出版社

第一章概述§1.1轻型钢结构的特点和应用1-1.1结构特点轻型钢结构建筑，是指以冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、薄钢板、薄壁钢管、轻型热轧型钢及以上各种构件拼接、焊接而成的组合构件等为主要受力构件并且大量采用轻质围护结构的建筑。厂房、超市、综合楼、仓库、机库、农贸市场、饮食、娱乐、体育设施、候车室等。指10层以下的住宅、总高度小于24m的公共建筑。冷弯薄壁型钢系由钢板或钢带经冷加工成型的。《冷弯薄壁型钢结构技术规范》规定钢材壁厚不宜大于6mm。轻钢结构低层建筑结构：多层建筑结构：

冷弯薄壁型钢具有较好的截面特性，与热轧型钢相比较，在相同截面的情况下，回转半径可增大50％～60％，截面惯性矩和抵抗矩可增大0.5～3.0倍，因而能更合理地利用材料的强度，较普通钢结构节省材料30％左右。随着钢材材质及防腐涂料的改进，我国已能生产壁厚12.5mm或更厚的冷弯型钢。轻型钢结构特点：1.自重轻，约为砖混结构的1/30，基础处理费用低；构件截面小，使用面积和空间利用率高；2.制造和安装标准化程度高，大大地缩短了建设周期；3.可多次拆装，重复利用，极大地减少了投资成本；4.布局灵活，可以灵活布置大开间、大跨度或大柱距的建筑平面；5.非承重墙体的设计灵活，便于布置室内分区和设置全部或局部敞开区；6.保温、隔热、隔声性能好，轻型屋面板、墙板导热系数小，隔热效果可达同等厚度砖墙的15倍以上，隔声效果可达30～40分贝；7.屋面及墙面采用轻质复合板或彩色压型钢板，整体性好，抗风、抗震能力强，轻巧、大方、色彩多样；8.经济指标较好，屋面采用轻质复合板或彩色压型钢板，屋盖结构的用钢量一般为8～15kg/m2，接近相同条件下钢筋混凝土屋盖结构的用钢量，减轻结构自重70％～80％，总的造价较低。总投资成本投资回报期轻型钢结构投资少，见效快，具有广阔的发展空间。轻钢建筑综合经济效益评价指标

1-1.2

结构形式与应用范围轻型钢结构的用途广泛，主要用于：1.屋面构件屋面构件包括檩条和屋面板。檩条的形式有实腹式、空腹式和桁架式。檩条跨度为6m时，一般用钢量为（3～7）kg/m2，随檩距大小和檩条跨度的不同而不同。实腹式檩条常采用槽钢、角钢、以及Z形和C形冷弯薄壁型钢，一般优先采用冷弯薄壁型钢檩条。当屋面荷载和檩条跨度较小时，也可采用角钢和缀板焊接而成的空腹式檩条，但增加施工工作量，采用较少。空腹式檩条

当屋面荷载和檩条跨度较大时，可采用桁架式檩条，但桁架式檩条制造较麻烦。2.屋架轻型钢屋架按结构形式可分为三角形屋架、三角拱屋架和梭形屋架。

用钢量较省，制造、运输、安装方便。三角形屋架广泛应用于中、小型工业房屋，仓库及辅助性建筑物中。其用钢量与三角形角钢屋架相近，能充分利用圆钢和角钢，便于拆装和运输。但节点构造复杂，特别是中间铰处屋面处理复杂，整个结构的刚度较差。三角形屋架三角拱屋架桁架式檩条三角形屋架：三角拱屋架：

上弦为角钢、双下弦为圆钢的空间桁架，属于小坡度的屋盖结构体系，多采用无檩结构。梭形屋架具有截面重心低，空间刚度较好的特点，但节点构造复杂，制造较费工。3.门式刚架门式刚架结构建筑造型简捷美观，构件易标准化。门式刚架按结构体系分为实腹式和格构式。格构式刚架属于普通钢结构范畴，实腹式刚架多属于轻型钢结构范畴。(a)梭形屋架立面图(b)梭形屋架平面图梭形屋架梭形屋架：

轻型门式刚架承重结构为单跨或多跨实腹式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1～A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的结构。轻型门式刚架刚度较大、安装方便，当采用H型钢时，制造工作更加简化。单层轻型门式刚架承重结构的用钢量为（10～30）kg/m2。轻型门式刚架获得了广泛应用，特别适合于设有较小起重量的多层工业厂房、超市、娱乐体育设施、车站候车室、码头等建筑。檩条屋面板刚架门式刚架4.墙架与龙骨轻质墙通常采用压型钢板、夹心板、石棉瓦、石膏板等轻质材料作为墙板，墙板单侧或双侧挂在墙梁上。墙梁通常采用槽钢、卷边槽钢和Z形钢等截面型式。许多墙体和吊顶采用冷弯薄壁型钢龙