1 輕鋼結構的特點(diǎn)
(1) 自重輕
輕鋼結構構件多為薄壁型鋼，自重很輕，特別是圍護系統，壓型鋼板加保溫層等圍護系統重量?jì)H為鋼筋混凝土結構的8％左右，結構本身負荷少，地震作用小，可以減少地基和基礎費用，特別適合舊房加層，幾乎不增加荷載。
(2) 力學(xué)性能好
強度高，力學(xué)性能好，特別適合大跨度結構。從梁高跨比來(lái)看，鋼筋混凝土結構一般為1：12，鋼結構為1：24，差一倍，對輕鋼結構就來(lái)說(shuō)差距就更明顯了，鋼筋混凝土結構要做到30米以上跨度就比較困難，也不經(jīng)濟，而采用輕鋼結構就相對簡(jiǎn)單的多。
(3)制作和施工周期短，質(zhì)量易控制
輕鋼結構構件工廠(chǎng)加工制作，建筑材料是成品或半成品，現場(chǎng)組裝。工廠(chǎng)制作全天候作業(yè)，現場(chǎng)施工，施工機械簡(jiǎn)單機械化程度高，不必支模拆模，構件工廠(chǎng)批量生產(chǎn)，縮短了制作和施工周期。另外，工廠(chǎng)加工精度高，尺寸誤差小，現場(chǎng)多為螺栓連接，質(zhì)量容易控制。
(4)造價(jià)低，綜合指標好
輕鋼結構能快速發(fā)展的一個(gè)重要原因就是用材省，成本低，與傳統鋼筋混凝土結構相比，工效提高1/4～1/3,加上后期圍護費用，也比鋼筋混凝土結構有經(jīng)濟優(yōu)勢。
(5)綠色環(huán)保
鋼材是綠色環(huán)保材料，施工中可避免混凝土濕作業(yè)造成的環(huán)境噪聲污染，有害氣體排放減少，而且可以拆卸回收再利用，符合節能環(huán)保的要求。
輕鋼結構圍護系統的承重構件一般由C型檁條、Z型檁條承擔，檁條設計的合理與否直接影響圍護系統的造價(jià)。
2 輕鋼結構圍護系統設計
2.1屋面檁條設計
2.1.1 設計原則
屋面檁條計算和拉條的設置有關(guān)，如果屋面板采用自攻螺釘與檁條固定，保證屋面板與檁條可靠連接，能阻止檁條上翼緣側向位移和扭轉，此時(shí)只需計算檁條強度，但這種板型因溫度變形能力和防水能力較差，現在已經(jīng)較少采用。
目前采用較多的是暗扣式板型，這種連接方式在溫度變化較大時(shí)屋面板能產(chǎn)生滑動(dòng)，不宜將它假定為能阻止檁條上翼緣側向位移和扭轉，除了計算檁條強度，還需計算其穩定性。
在恒載、活載及風(fēng)壓力作用下，檁條上翼緣受壓，拉條應設置在檁條上翼緣1/3處，如圖1所示。在風(fēng)吸力作用下使檁條下翼緣受壓，拉條不能保證檁條下翼緣的側向位移和扭轉，如果計算時(shí)要考慮拉條能約束檁條下翼緣，此時(shí)應在檁條下翼緣1/3處同樣設置拉條，如圖2兩種形式。
2.1.2 設計方法
檁條計算時(shí)應和工程實(shí)際情況相對應，采用哪種公式要根據屋面板板型和拉條的設置情況來(lái)確定，特別是現在普遍采用計算機軟件來(lái)設計，一個(gè)選項或參數設錯，就直接影響計算結果。
當屋面板能阻止檁條側向位移和扭轉時(shí)，可不做檁條穩定性驗算，采用CECS102-2002中6.3.7-1計算；當屋面板不能阻止檁條側向位移和扭轉時(shí)，按CECS102-2002中6.3.7-2計算。對于屋面采用單層彩鋼板的結構，構造不能保證檁條下翼緣的穩定性，且按習慣做法拉條設置在檁條上翼緣，此時(shí)下翼緣在風(fēng)吸力作用下的穩定計算考慮兩種情況：(1)僅在上翼緣設拉條，(2)設雙層拉條
通過(guò)具體實(shí)例進(jìn)行對比拉條的設置情況對檁條計算的影響：
某輕鋼廠(chǎng)房柱距6m，邊緣帶檁距1.5m，鋼材Q235，基本風(fēng)壓0.55KN/m2，風(fēng)壓高度變化系數1.14，屋面坡度1/20，恒載0.2KN/?設兩道拉條，經(jīng)計算，截面由風(fēng)吸力控制，檁條下翼緣計算結果表1所示：（采用中國建筑科學(xué)研究院PKPM STS 2008版計算）
由此可見(jiàn)：當風(fēng)吸力起主要控制作用時(shí)，設置雙層拉條比增大檁條截面更經(jīng)濟。
需要指出的是，此處如果屋面板能阻止檁條上翼緣側向失穩，可僅在檁條下翼緣設置拉條，計算結果與設雙層拉條是一樣的。
2.2墻梁設計
2.2.1 設計原則
墻梁設計與屋面檁條設計類(lèi)似，同樣要考慮墻板、拉條的約束作用。不同的是墻板有自承重和非自承重兩種，要根據具體情況具體分析。另外，墻梁設計時(shí)根據構造條件的不同要考慮雙彎矩B的影響。
2.1.2 設計方法
根據《冷彎薄壁型鋼結構技術(shù)規范》8.3.1條及其條文說(shuō)明，兩側掛墻板的墻梁和一側掛墻板、另一側設有可阻止其扭轉變形的拉桿的墻梁，可不計彎扭雙力矩的影響（即可取B=0），此時(shí)可僅進(jìn)行墻梁的強度計算。因此對于非自承重的墻板，應在檁條內外設置雙側拉條，對于自承重墻板，可僅在內側設置拉條。
對于風(fēng)吸力作用下內翼緣的穩定性計算，與屋面檁條類(lèi)似，墻板一般采用自攻螺釘與檁條固定，可認為墻板能阻止墻梁外翼緣側向失穩。
同樣舉例，某輕鋼廠(chǎng)房柱距6m，邊緣帶檁距1.5m，鋼材Q235，基本風(fēng)壓0.55KN/m2，風(fēng)壓高度變化系數1.14，設兩道拉條，經(jīng)計算，截面由風(fēng)吸力控制，檁條下翼緣計算結果表2所示：（采用中國建筑科學(xué)研究院PKPM STS 2008版計算）
由此可見(jiàn)：拉條設置在墻梁內側比增大檁條截面更經(jīng)濟。
而對于非自承重墻板，宜在墻梁內外設雙側拉條，外側拉條可以作為墻板在自重作用下墻梁的豎向支點(diǎn)。在墻板頂部和窗戶(hù)下的墻梁處應同時(shí)設置斜拉條和直撐桿，將拉力傳至剛架柱或墻架柱，底部墻梁一般固定在墻垛或矮墻上，整體穩定有保證，故底部墻梁處可不設斜拉條和直撐桿。
3 結論
輕鋼結構圍護系統設計時(shí)，要重視構造措施對提高結構穩定性的作用，應根據彩鋼板板型及連接方式選擇合理的構造設計措施；構件計算時(shí)若是穩定起控制作用，應首先通過(guò)構造手段解決構件穩定性，而不是盲目加大構件截面或提高鋼材等級等手段，從而降低造價(jià)以求得更好的經(jīng)濟效益。
參考文獻：
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