轻钢结构是在普通钢结构基础上发展起来的一种新型结构,包括轻型屋面下采用的所有钢结构。
与普通钢结构相比,具有较好的经济指标。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,可以提高整个建筑的整体抗震能力,是目前工业厂房中广泛采用的结构形式。
刚性框架的形式和特点
1、采用轻型屋面,不但可以减少梁、柱的截面尺寸,而且可以相应减少基础。
2、在多跨建筑中,可做成带脊的大双坡屋面,为长坡排水创造条件。中柱可减少梁的跨度,从而降低造价。中柱采用钢管制成,为上下铰接摆动柱,占用空间小。
3、框架的抗侧刚度由檩条的支撑来保证,不需要纵向刚度构件,并减少了翼缘宽度。
4、刚架可采用变截面,截面与弯矩成正比。当截面变时,腹板的高度和厚度及翼缘的宽度可根据需要改变,以最大限度地利用材料。
5、刚架的腹板可按有效宽度设计,即允许部分腹板失稳,并利用其屈曲后强度。
6.设计中通常以竖向荷载为控制荷载,但当风荷载较大或建筑物较高时,不应忽略风荷载的影响。在轻型屋盖门式刚架中,地震作用一般不起控制作用。
7、支撑可做得轻一些,直接或用水平节点板与腹板连接,采用张紧圆钢。
8、所有结构构件均可在工厂内制作,工业化程度高。可根据运输条件划分构件单元,现场用螺栓连接单元,安装方便、快捷,土建工程量少。
檩
檩条形式:檩条宜采用实腹构件,也可采用空腹构件或格构构件。檩条一般为单跨简支构件,实腹檩条也可为连续构件。
空心檩条:空心檩条是由角钢上下弦杆及拉板焊接而成,其主要特点是用钢量少,可合理利用小角钢、薄钢板。由于拉板间距较密,组装、焊接工作量较大,故较少采用。
格构檩条:格构檩条可采用平面桁架式、空间桁架式及底部支撑式檩条。
实心檩条
1、槽钢檩条:有普通槽钢檩条和轻型槽钢檩条两种。普通槽钢檩条;由于型材较厚,不能充分发挥强度,用钢量较大。轻型槽钢檩条虽然比普通槽钢檩条有所改进钢结构檩条拉条间距,但仍然不够理想。
2、高频焊接轻型H型钢檩条: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轻型钢材,具有腹板薄、抗弯刚度好、两主轴方向的惯性矩比较接近、翼缘板为直条,易于连接等优点。
3、卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条:卷边槽形(C形)冷弯薄壁型钢檩条截面互换性大,用途广泛,节省钢材,制造安装方便。
4、卷边Z型冷弯薄壁型钢檩条:分为直卷边Z型和斜卷边Z型。其主平面x轴刚度较大,作檩条时挠度较小钢结构檩条拉条间距,用钢量少,制造安装方便。斜卷边Z型钢存放时还可分层堆放,占用空间较少。当屋面坡度较大时,此种檩条较常用。
檩条连接结构
檩条与屋面应可靠连接,确保屋面能防止檩条发生侧向失稳和扭转,这对于一般不需要整体稳定性验算的实腹檩条尤其重要。
檩条与波形钢板屋面的连接应采用带橡胶垫圈的自攻螺钉。
檩条的支撑与撑杆之间采用螺栓连接。
屋架(刚性框架)上檩条的布置和放置
1、为防止屋架上弦杆产生弯矩,檩条应位于屋架上弦杆的节点处。当采用内天沟时,边檩条应尽量靠近天沟。
2、实心檩条的截面应垂直于屋面坡度,对于槽钢、Z型钢檩条,上翼缘尖部(或卷边)应朝向屋脊方向,以减少屋面荷载偏心引起的扭矩。
3、桁架檩条的上弦杆应与屋架上弦杆垂直,腹杆及下弦杆应与地面垂直。
4、脊檩条方案:实腹檩条宜采用双檩条方案,脊檩条可用槽钢、角钢或圆钢连接。桁架檩条在脊处采用单檩条方案时,虽然用钢量相对较少,但檩条种类增多,结构复杂,所以一般以采用双檩条为好。