關(guān)于輕鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的探討
輕型鋼結(jié)構(gòu)，輕鋼結(jié)構(gòu)的層數(shù)一般為單層或二層，屋面、墻面通常采用輕質(zhì)材料，其荷載較輕，通常人們將每平方米用鋼量小于40公斤的鋼結(jié)構(gòu)房屋稱為輕鋼結(jié)構(gòu)。輕型鋼結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展較緩慢，到了80年代，隨著國際門式輕型鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展潮流及鋼材本身隨著鋼材防腐、防火等涂料的不斷改善，生產(chǎn)工業(yè)化程度的不斷提高、成本的降低而被廣泛應(yīng)用。輕型鋼結(jié)構(gòu)為何如此受青睞，主要有如下幾個(gè)特點(diǎn)：1.1經(jīng)濟(jì)性：其構(gòu)件可以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和大規(guī)模的生產(chǎn)加工，施工時(shí)間不受氣候條件限制，安裝簡單迅速，從而節(jié)省了大量的施工費(fèi)用，而使企業(yè)得以更快投產(chǎn)見效。其屋面用鋼量一般為8~15%k/m2這接近在相同條件下的鋼筋混凝土用鋼量，主架與檁條總重一般為25kgZm2左右。
1.2跨度大：一般都大于20米，從而使人們能夠充分利用建筑空間。
1.3抗震性能好：輕鋼結(jié)構(gòu)的屋面輕（應(yīng)用彩鋼板），加上鋼材的延性好，具有較好抗震性能。
1.4靈活多變：由于采用組合式的拼接，從而使它可以輕松地進(jìn)行擴(kuò)建和改建，可靈活布設(shè)各種工業(yè)管線。輕型鋼結(jié)構(gòu)除了以上的特點(diǎn)之外，它的結(jié)構(gòu)形式也可多樣化，單跨或多跨門式剛架，單跨或多跨的屋面梁等等，也可以組成普通鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)與輕鋼結(jié)構(gòu)結(jié)合的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用面廣。
2輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算特點(diǎn)輕型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算與普通鋼結(jié)構(gòu)相比有其自身的特點(diǎn)。主要是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)輕，地震力的影響小，層數(shù)少，正常使用極限狀態(tài)反映不敏感。就以門式鋼架為例：它主要荷載為豎向自重荷載、檢修荷載和雪荷，水平風(fēng)荷載等。為了充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)延性，在計(jì)算鋼梁時(shí)忽略其腹板的局部屈曲，使翼緣得到充分發(fā)揮。并使梁、柱構(gòu)件以變截面的形式出現(xiàn)，物盡其用。首先，門式鋼架設(shè)計(jì)所取荷載，豎向荷載在算檁條時(shí)，按實(shí)際值取用，但活荷載傳鋼梁時(shí)，因跨度大，檢修荷載不會(huì)滿載，一般要乘以折減系數(shù)0.6左右（視活載大小定），風(fēng)荷載取值，一般不小于1.5倍的當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓值。風(fēng)荷載的體形系數(shù)也高于建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB9―87），輕鋼結(jié)構(gòu)的檁條不但要計(jì)算正壓力，有時(shí)局部要計(jì)算風(fēng)荷引起的負(fù)壓力。
其次，門式鋼架的柱桿強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算基本同普通鋼結(jié)構(gòu)，僅截面計(jì)算采用有效截面。梁桿的計(jì)算改變較大，剪力由純腹板計(jì)算。彎矩以翼緣和部分腹板承擔(dān)。梁、柱腹板的局部穩(wěn)定也作了放寬規(guī)定，門式剛架和輕質(zhì)屋面梁的工字型截面構(gòu)件，受壓翼緣板自由外伸寬度b與其厚度t之比值不應(yīng)超過15K/235/y腹板計(jì)算高度h0與其厚度tw之比值不應(yīng)超過下列數(shù)值：輕型鋼結(jié)構(gòu)梁的計(jì)算，由于跨度大，其穩(wěn)定性的計(jì)算只有通過梁的側(cè)向支撐來控制其側(cè)向計(jì)算長度，輕型鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)向支撐是以隅撐的形式出現(xiàn)，而隅撐作為支撐桿其自身必須具一定的強(qiáng)度，隅撐強(qiáng)度一般按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算，軸壓為N為：Af―實(shí)腹梁受壓翼緣的截面面積；f一實(shí)腹梁鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fy―實(shí)腹梁鋼材的屈服值；9一隅撐與檁條軸線的夾角；―隅撐的斜桿數(shù)。
輕鋼結(jié)構(gòu)的隅撐一般與實(shí)腹梁下翼緣相連，另一端與檁條相連，當(dāng)檁條上吊有荷重時(shí)，隅撐的軸壓力N值會(huì)大于上面公與上式計(jì)算值中取大值進(jìn)行設(shè)計(jì)，此時(shí)，不能用單邊隅撐。
輕型鋼結(jié)構(gòu)的屋面梁，由于其跨度大，梁一般分為幾段進(jìn)行變截面設(shè)計(jì)，其鋼梁的連接點(diǎn)設(shè)計(jì)與普通鋼結(jié)構(gòu)有所不同，它是采用對接方式，如圖一所示。連接螺栓的計(jì)算，因其梁斷面大，在多數(shù)情況下，不采用平均應(yīng)力法，而采用工字鋼梁上下翼緣各自受力的特點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算。
節(jié)點(diǎn)板的厚度tp按下式計(jì)算：f一端板鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；輕鋼結(jié)構(gòu)的支撐設(shè)計(jì)與普通鋼結(jié)構(gòu)也有所不同，輕鋼支撐為柔性水平十字交叉圓鋼支撐，用特制的零件連于梁柱的腹板，它的布置除在端跨的第二開間及每隔60m（或每隔5個(gè)開間）設(shè)一道。
3輕型鋼結(jié)構(gòu)與普通鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)指標(biāo)對比輕型鋼結(jié)構(gòu)（門式鋼架、屋面輕質(zhì)鋼梁）由于自身的特點(diǎn)，荷載重，地震力小，抗震要求也相應(yīng)地比較松，結(jié)構(gòu)的整體變位和部分單體構(gòu)件的撓度控制都要比普通鋼結(jié)構(gòu)的要求低，下面分別列出輕鋼結(jié)構(gòu)、普通鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)作一比較：3.1位移變形要求：輕型結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)型式容許值（A/H）不設(shè)橋式吊車的門架：當(dāng)用輕型墻板時(shí)設(shè)有橋式吊車的門架：當(dāng)?shù)踯囉旭{駛室時(shí)：當(dāng)?shù)踯囉傻孛娌倏v時(shí)：普通鋼結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)型式容許值（A/H）框架柱頂位移動(dòng)重、中級工作制廠房柱頂位移按平面計(jì)算時(shí)：按空間計(jì)算時(shí)：3.2受彎構(gòu)件的容許撓度：輕鋼結(jié)構(gòu)：構(gòu)件類別處容許撓度值（/門式剛架橫梁撓度：時(shí)常上人屋蓋：量大值：時(shí)常上人屋蓋：僅用可變荷載計(jì)算：一般上人屋蓋：最大值：一般上人屋面：僅用可變荷載驗(yàn)算普通鋼結(jié)構(gòu)：構(gòu)件類別處容許撓度值（yL）樓蓋和工作平臺梁（無軌梁）、平臺板（1）主梁（包括設(shè)有懸掛起重設(shè)備的梁）（2）摸灰頂棚的梁（僅用可變荷計(jì)算）（3）除（1）、（2）款外的其它梁（包括樓梯梁）（4）平臺板報(bào)注：屋面檁條、墻架構(gòu)件及設(shè)有懸掛電動(dòng)梁或屋架（僅用可變荷載驗(yàn)算）的撓度要求相同。
3.3長細(xì)比受壓構(gòu)件的容許長細(xì)比：輕鋼結(jié)構(gòu)：構(gòu)件名稱容許長細(xì)比主要構(gòu)件（如柱、桁架等）其它構(gòu)件及支撐樣的群，均可按其實(shí)際幾何特征進(jìn)行計(jì)算，而等代實(shí)體深基礎(chǔ)方法是無法考慮這些因素的。
由于編制了計(jì)算機(jī)程序，用戶將感到十分方便。
ES是沉降計(jì)算中的關(guān)鍵計(jì)算參數(shù)，其正確的取值方法用試資料進(jìn)行反算，對南京河西地區(qū)軟土課題的研究中，筆者將進(jìn)行這方面的工作。以建立區(qū)域性的ES與勘察資料的關(guān)系式。此外，對于軟土地基因土的蠕變而產(chǎn)生次固結(jié)沉降或稱蠕變變形（包括剪切蠕變和壓縮蠕變）有限單元法是解決蠕變變形的有力工具。計(jì)算科學(xué)的發(fā)展，使有可能采用非線性的彈塑性的土的應(yīng)力一應(yīng)變和強(qiáng)度關(guān)系，即所謂本構(gòu)關(guān)系。這些課題將于日后加以展開研究，使土力學(xué)的重要課題一-沉降計(jì)算日趨完善口。
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