輕鋼結(jié)構(gòu)是一種受力優(yōu)良、節(jié)能環(huán)保的新型結(jié)構(gòu)，近年來，輕鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)成為新型建筑材料應(yīng)用的典范，特別是在工業(yè)廠房、臨時(shí)建筑等建筑類型中，輕鋼結(jié)構(gòu)的高速高效、可回收性能表現(xiàn)的淋漓盡致。本文介紹輕鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，分析其在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用技術(shù)，并對(duì)其發(fā)展提出筆者的一些看法，有一定參考價(jià)值。 

　　一 建筑結(jié)構(gòu)中輕鋼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn) 

　　（一）節(jié)能環(huán)保且經(jīng)濟(jì)效益好 

　　輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的磚石構(gòu)造，使得建筑結(jié)構(gòu)能夠靈活多變且避免了灰塵滿天，施工廢棄物難以處理的問題。同時(shí)，廢舊鋼材的回收利用價(jià)值高，拆除方便且不易產(chǎn)生固體廢物垃圾，具有良好的環(huán)保效果。 

　　再者，輕鋼結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟(jì)效益較好，施工速度快和施工周期短的特點(diǎn)能夠大大降低施工成本，提前投入使用，具有良好的投資價(jià)值。若是采用彩色壓型鋼材不僅可以獲得經(jīng)濟(jì)效益還能夠改善周邊的生態(tài)環(huán)境。輕鋼結(jié)構(gòu)自身的重量較輕也使得建筑工程的總體投資得到節(jié)省，并且持久性和耐久性較好。就目前我國(guó)的輕鋼市場(chǎng)而言，輕鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià)遠(yuǎn)低于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的造價(jià)。 

　?。ǘ┕?jié)約鋼材與節(jié)約工期 

　　輕鋼結(jié)構(gòu)大多是采用薄壁構(gòu)造，其自身重量輕的特點(diǎn)能夠有效節(jié)約鋼材。在同等外負(fù)荷的條件下，輕鋼結(jié)構(gòu)較之其他鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)能夠充分發(fā)揮鋼材的潛力。相關(guān)資料顯示，輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較之傳統(tǒng)鋼材節(jié)約了15%—30%的鋼材。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的制造、施工、安裝不僅僅局限于工地而是由專業(yè)的制作廠進(jìn)行建造，在工地的施工僅僅是拼裝、安裝。因此，施工周期短，制造速度快，且加工精密度高，結(jié)構(gòu)拼裝簡(jiǎn)單、快速。 

　　（三）建筑結(jié)構(gòu)靈活多變 

　　輕鋼結(jié)構(gòu)自身的鋼結(jié)構(gòu)使得在建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用中布局更為靈活，凈使用的面積最大化。鋼結(jié)構(gòu)建筑的柱距最小化，開間最大化。在輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑中幾乎所有的墻體都是非承重墻，用戶可以根據(jù)自己的需要隨意轉(zhuǎn)換建筑的空間布局，使得建筑的造型更加人性化、個(gè)性化。并且，輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑可以根據(jù)建筑的位置對(duì)建筑的分隔、保溫、散熱進(jìn)行更為人性化的變化。 

　　（四）自有強(qiáng)度高，抗震性能強(qiáng) 

　　工業(yè)化的生產(chǎn)使得輕鋼結(jié)構(gòu)的精密度高且擁有較高的強(qiáng)度。輕鋼結(jié)構(gòu)的材料比普通的鋼材截面更為合理。輕鋼結(jié)構(gòu)較高的輕度也使得它在承受同樣負(fù)荷時(shí)所使用的鋼材較少，自身的重量相應(yīng)減輕。此外，輕鋼結(jié)構(gòu)的韌性較強(qiáng)，變形能力更好，相應(yīng)的抗震性能也較為優(yōu)越。 

　　二 建筑結(jié)構(gòu)中的輕鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù) 

　?。ㄒ唬┹p鋼結(jié)構(gòu)的防腐應(yīng)用技術(shù) 

　　輕鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性較弱。在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用輕鋼結(jié)構(gòu)需要注重對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)的防腐性進(jìn)行加強(qiáng)。輕鋼結(jié)構(gòu)若受到腐蝕會(huì)使得建筑的承重截面減小，鋼結(jié)構(gòu)的承載能力下降，影響輕鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。因此，在建筑結(jié)構(gòu)中需要對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕性進(jìn)行加強(qiáng)。 

　　非金屬涂層保護(hù)在輕鋼結(jié)構(gòu)防腐處理中應(yīng)用最為廣泛。我國(guó)建筑輕鋼結(jié)構(gòu)中的非金屬涂層也體現(xiàn)出種類多、價(jià)格低、施工易等特點(diǎn)。因此，在選用涂層時(shí)不僅要注意對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的防銹起到作用也要注重涂料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)檢查、清刷的影響。在輕鋼結(jié)構(gòu)建筑中，建筑死角、凹凸角以及建筑內(nèi)的濕氣都會(huì)對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)造成一定的負(fù)面影響。因此，注重對(duì)建筑輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠?qū)ㄖ摻Y(jié)構(gòu)的防銹起到一定的積極作用。 

　?。ǘ┹p鋼結(jié)構(gòu)的防火應(yīng)用技術(shù) 

　　在火災(zāi)等大型的火場(chǎng)中，建筑所承載的溫度要高于550℃。此時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)在高溫的環(huán)境中會(huì)失去相應(yīng)的承載力，容易造成倒塌。外墻、屋面當(dāng)采用阻燃性能低的板材時(shí)會(huì)引起更為嚴(yán)重的火災(zāi)。 

　　因此，在輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用中還需要注重防火技術(shù)的處理。首先是設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)，利用噴淋等系統(tǒng)設(shè)置保護(hù)輕鋼結(jié)構(gòu)。其次，可以在建筑輕鋼結(jié)構(gòu)的外層涂上一層具有高防火性能的保護(hù)膜或者包裹一層防火板材。再次，可以通過提高承重墻、外墻、屋內(nèi)材料的防火性能來增強(qiáng)輕鋼結(jié)構(gòu)的整體防火性能。最后，可以增設(shè)消防通道，加強(qiáng)對(duì)安全出口等應(yīng)急通道的管理，確保通暢。 

　　三 彩涂板在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用 

　　彩涂板具有一般輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮了重量輕、墻體薄、節(jié)省空間、占地面積小的優(yōu)點(diǎn)。在建筑二層時(shí)，傳統(tǒng)的磚混建筑結(jié)構(gòu)承重墻需要240mm厚。同時(shí)由于內(nèi)外墻需要抹灰的因素，還需要加上20×2=40mm厚。因此，總體墻的厚度達(dá)到了280mm，而彩涂板只需要50mm。墻體的厚度薄了230mm，并且每10延長(zhǎng)米節(jié)省的占地面積為2．3m。在廠房一類的建筑結(jié)構(gòu)中，彩涂板的應(yīng)用相對(duì)于磚混的結(jié)構(gòu)而言，還能在承重柱與墻邊之間形成面積開闊的休息室或者辦公室。在進(jìn)行廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)置時(shí)還可以根據(jù)需要，布置簡(jiǎn)潔靈活的輕鋼骨架結(jié)構(gòu)，在外側(cè)連接較為緊固的50mm的夾芯彩鋼板墻板或者屋面板，同時(shí)還可安裝上窗戶、照明設(shè)施和塑鋼門。輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)也在于此，不需要裝修，不用做基礎(chǔ)，環(huán)保、簡(jiǎn)單、方便、施工期短，精密度高。對(duì)建筑的建造，廠礦的生產(chǎn)都有十分積極的作用，不僅可以縮短延誤生產(chǎn)的時(shí)間，還能提前投入使用，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 

　　四 多層輕鋼住宅抗震結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用 

　　多層輕鋼住宅的抗震結(jié)構(gòu)體系，要求具備足夠的強(qiáng)度、剛度和延性。由于這種類型的住宅的自重相對(duì)比較輕，而且高度也不會(huì)構(gòu)成地震時(shí)的強(qiáng)度破壞威脅，我們需要將研究的重心放在抗側(cè)力體系方面。 

　?。?）提高體系的抗側(cè)移水平，另一方面是確保體系在地震發(fā)生時(shí)的側(cè)移限值。多層輕鋼結(jié)構(gòu)的住宅設(shè)計(jì)抗側(cè)力體系的研究，需要綜合結(jié)構(gòu)體系的布置模式、受力變形情況和結(jié)構(gòu)體系的總體特點(diǎn)，通過多方案的比較選擇，才能夠設(shè)計(jì)出符合抗震基本要求的住宅結(jié)構(gòu)方式，進(jìn)而作為住宅戶型設(shè)計(jì)、配套構(gòu)件安置的標(biāo)準(zhǔn)化依據(jù)。根據(jù)多層輕鋼住宅結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)，我們可以找出這種住宅抗震結(jié)構(gòu)體系受力的基本原則，確定可能需要承受的各種荷載作用力。 

　?。?）在重力的作用下，住宅的樓板和梁等住宅結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件不會(huì)受到損壞，而結(jié)構(gòu)體系的整體也不會(huì)出現(xiàn)失衡跡象。另一方面是在側(cè)向力的作用之下，確保結(jié)構(gòu)體系不會(huì)傾覆和發(fā)生整體彎曲、剪切破壞，而且需要保證結(jié)構(gòu)側(cè)向變形的程度不能超出住宅本身的要求，以免破壞住宅的結(jié)構(gòu)功能。 

　　五 多層輕鋼住宅結(jié)構(gòu)抗震體系設(shè)計(jì)的方法 

　?。?）輕鋼框架抗側(cè)力體系。輕鋼框架抗側(cè)力體系包括偏心支撐框架、抗彎框架和中心支撐框架三種類型。首先是偏心支撐框架，一端的支撐斜桿和梁連接，偏離梁柱軸線的交接點(diǎn)，另外一端在梁柱的交界處相連接。這種結(jié)構(gòu)，能夠在支撐梁和支撐柱之間形成耗能短梁，以消耗地震的能量，適用于地震頻發(fā)地區(qū)的多層房屋。其次是抗彎框架，組成部分是梁柱，不僅布置靈活，而且不占室內(nèi)空間。再次是中心支撐框架，將斜向支撐構(gòu)件設(shè)置于抗彎框架里面，使得支撐面、梁柱的軸心線連接成一體，以支撐承受水平的荷載，這種設(shè)計(jì)方法側(cè)向剛度比較大，而且不需要使用太多的鋼梁就能夠抵抗側(cè)向力，適合用于非地震區(qū)域的多層房屋設(shè)計(jì)。 

　?。?）輕鋼框架梁柱連接體系，輕鋼框架梁柱連接體系根據(jù)連接的剛度，可以分為以下三種。首先是剛性的連接模式。在設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以采用全焊連接和栓焊混合連接兩種模式，完全熔透對(duì)接梁翼緣和柱翼緣的焊縫。其次是半剛性的連接模式。包括頂?shù)捉卿撨B接、帶雙腹板角鋼的頂?shù)捉卿撨B接、端板連接，將鋼板焊接于梁端，然后再與梁腹板、梁翼緣焊接。而 T 型鋼的連接則是在梁上和下翼緣的位置設(shè)置 T 型鋼，然后將高強(qiáng)螺栓連接在梁柱上面。再次是柔性連接模式。連接梁腹板和柱，常見的是承托連接，這種連接方法是在柱翼的承托件上設(shè)置梁，然后用小角鋼與柱連接于梁端，這樣就能控制住梁整體的穩(wěn)定性。 

　　六 結(jié)語(yǔ) 

　　輕鋼結(jié)構(gòu)是在20世紀(jì)80年代引進(jìn)我國(guó)，多應(yīng)用于廠房建筑、農(nóng)業(yè)建筑、小型民用建筑、商用建筑等。近年才在大型的商用和民用建筑中得到廣泛的應(yīng)用。因此，我國(guó)需要根據(jù)我國(guó)的基本國(guó)情，借鑒國(guó)外的先進(jìn)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)不斷完善輕鋼結(jié)構(gòu)的制造、應(yīng)用規(guī)范，真正實(shí)現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的集約化、產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化發(fā)展。