★★轻型钢结构建筑的结构形式受欧洲传统的木构架建筑影响较大，常由薄壁型钢或小断面型钢组合成桁架来代替木构建筑的墙筋、搁栅和椽架等。轻钢结构建筑的设计是有非常严谨的规定的。下面我们简要分析一下在设计轻型钢结构时我们应该注意一些什么样的问题呢？
一、设计规定
★★所谓“无规矩不成方圆”，对于轻型钢结构的结构设计也是有既定的规定的，下面我们一起了解一下轻型钢结构的设计规定有哪些。
★★首先，我们在设计轻型钢结构时必不可少的是注明钢材的强度等级、连接材料的型号，焊缝形式及焊缝的质量等级及对施工的要求。当然，我们还必须注意的是，采购这些材料时哪些是必须考虑的，哪些则可以忽略，以减少工作量。譬如：A级钢在不保证冲击韧性，含碳量不作为交货条件，故不能用于抗震设防和焊接结构（此说法不太准确，但设计人可以接受，其实可焊还是不可焊，是碳当量决定的，而非含碳量）；在实际工程中，除了大跨度重级工作制吊车梁的下翼缘对接，以及大跨度钢桥的受拉构件的对接这种对质量要求很高的焊缝要求一级焊缝以外，其他场合很少用到一级。一般都要求二级。对于角焊缝，除了在要求熔透的情况（如对于轮压较大的吊车梁的上翼缘和腹板连接的角焊缝），其质量等级要求二级外，其他场合一般都用三级。
★★另外，对于轻钢建筑结构构造的一些构件，设计者不需要规定制造商需要采用何种材料，只需要给出这种构件的性能等级和各种抗性系数即可。
二、构件计算
★★对于轻钢结构设计过程中所涉及到的各种构件的计算，设计者一般只需要集中荷载较大处，需设置横向加劲肋或进行局部承压计算；钢梁受压翼缘自由长度l1与其宽度b1的比值超过规范限值时，需进行整体稳定验算；箱型梁虽抗扭特性较好，但截面尺寸不满足也需进行整体稳定验算；支座反力较大的梁端支承加劲肋需按照轴压计算其在梁平面外的稳定性，且对连接焊缝进行计算；构件宽厚比和高厚比的要求，特别是当设计中考虑截面塑性发展与塑性设计时的要求更严（注意区分受压构件和受弯构件宽厚比的不同）；单角钢受压构件长细比，需采用角钢的最小回转半径，而非角钢平行轴的回转半径；轴心受压构件需按规范规定计算剪力；设计桁架时的桁架腹杆平面内、外的计算长度不可想当然取其几何长度，规范有其考虑和规定；交叉腹杆的平面外计算长度要注意。
★★下面我们以T形及工字形截面小偏心受压构件计算为例：
※小偏心受压情况（ξ>ξb）
★★在这种情况下，通常受压区高度已进入腹板（x>h'f ），按下列公式计算：
★★式中Ac,Sc 、 分别为混凝土受压区面积及其对As 合力中心的面积矩（如下图）
当x<h-hf 时，
Ac=bx+(b'f-b)h'f
Sc=bx(h0-0.5x)+(b'f-b)h'f(h0-0.5h'f)
当x>h-hf 时,
Ac=bx+(b'f-b)h'f+(bf-b)(x-h+hf)
Sc=bx(h0-0.5x)+(b'f-b)h'f(h0-0.5h'f)+(bf-b)(x-h+hf)[hf-as-0.5(x-h+hf)]
★★与矩形截面相同，钢筋应力σs 按下面的式子三计算。在全截面受压情况，与式子四相似，应考虑附加偏心距ea与e0反向对As 的不利影响。这时不考虑偏心距增大系数，取初始偏心距ei=e0-ea 。对A's 合力中心取矩，可得式子五：
式中A=bh+(b'f-b)h'f+(bf-b)hf
三、连接计算
★★当然，在轻钢结构设计中除了涉及构件的计算外还有连接的计算。就像焊缝计算长度要减去2倍焊脚尺寸；普通螺栓不可仅仅按照受剪承载力来确定螺栓数量；高钢中规定，抗震设计时采用摩擦型的高强螺栓，但连接的极限承载力计算按螺杆与孔壁接触考虑；直接承受动力荷载的结构不可采用承压型高强螺栓；摩擦型的拼接时，螺栓沿受力方向的连接长度超过15D0，螺栓承载力需折减，大于60d0时，折减系数为0.7；柱梁的刚性连接，需进行柱腹板在梁翼缘范围内的节点域计算；连接节点板在拉力和剪力下，需进行强度验算；在压力下不可忽略稳定性验算；桁架节点板自由边长与其厚度有要求，否则要采取措施；梁端支座底板厚度也需进行计算；轴心受压柱底与柱底板角焊缝也需计算。
★★螺栓中的预拉力是通过专用工具拧紧螺帽产生的。规范中规定了每个高强度螺栓的设计预拉力值，其大小取决于螺栓的性能等级和螺栓的直径如表 6 -4 所列。表中所示一个螺栓的设计预拉力值 P 同时适用于摩擦型连接和承压型连接
★★抗滑移系数μ的大小主要取决于摩擦面的平整度、清洁度和粗糙度。为了增加摩擦面的清洁度和粗糙度，需对连接处构件的接触面进行处理。为了避免板件接触面的不平整，高强度螺栓摩擦连接不应采用冲成孔。μ值的大小除与摩擦面的状况有关外，还与钢材的牌号有关。规范规定的连接处构件接触面的处理方法和摩擦面的抗滑移系数μ值见表 6 -5 所列。
★★具体的计算方法我们这里就不计算了，下面我们接着看轻钢结构设计第四点需要注意的设计规范：构造的要求。
四、构造要求
★★对于轻钢结构设计我们还需要考虑到不同地区的多方面因素，像气温、地形及地质活动等都会对建筑的设计有一定的影响。因此对于这些东西我们在设计时必须严格按要求去考虑。
★★像非采暖地区的房屋钢柱与屋面钢梁刚接，横向温度区段大于120米。又未计算温度应力或变形影响；构件板件的现场拼接对接焊缝，设计文件中只注明采用剖口焊，未给出剖口形式；对接焊缝拼接处，焊件的厚度在一侧相差4mm以上，在厚度方向应做斜角；侧角焊缝连接计算中，按焊缝全长计算，未考虑只能按60hf有效长度计算，连接设计不安全；角焊缝的焊脚尺寸hf小于l.5（t）1/2；直接承受动力荷载的结构，对角焊缝的表面形状未提出要求；板件端部采用两条侧面角焊缝连接时，两条侧面角焊缝之间的距离过大；角钢与节点板采用三面围焊，但对围焊未提出施焊要求。下面是几种常见焊接图：
★★在摩擦型连接高强度螺栓连接范围内，构件接触面的处理方法未在图中说明；高强度螺栓连接的构件，螺栓中心至构件边缘距离不满足最小容许距离；直接承受动力荷载的普通螺栓受拉连接未采取防止螺帽松动措施，或采用打乱丝扣等损伤性措施；工字形实腹柱腹板计算高度h0与其厚度tw之比大于80（235/fy）1/2，未设置横向加劲肋；较高的格构式柱末设置横隔；桁架弦杆采用H型钢，H型钢的高度与其在平面内的几何长度之比大于l/10，未考虑次弯矩影响；桁架节点板厚度f=5mm，不满足规定；焊接工字形梁横向加劲肋与翼缘板相接处未切角；梁突缘支座突缘加劲板的伸出长度大于其2倍的厚度；柱脚锚栓按同时承受拉力和柱脚底部剪力设计，违反了有关规定；双肢格构柱插入杯口最小深度仅按1.5倍柱截面宽度取值（此值比0.5倍柱截面高度小）；在设计文件中未注明钢材除锈等级和所用的涂料名称及涂层厚度；地面以下的钢柱脚未要求用混凝土包裹；采用直接焊接的钢管桁架节点承受动力荷载；按现行设计规范设计的钢管桁架采用Q390等屈服强度fy大于345mpa的钢材；钢管结构主管与支管之间的夹角应不小于300。
轻型钢结构综述：
★★钢结构通常有框架、框架--支撑，框撑筒体，巨型桁架，平面（桁）架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。其理论与技术大都成熟，亦有部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定（参见网壳规范）等。
★★结构选型时，应考虑它们不同的特点。钢结构整体布置应考虑结构的使用，荷载尽量均匀传递，支撑等耗能构件及连接的布置，结构的美学价值等。
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