轻钢结构支撑体系内力计算及设计问题的探讨
摘要：根据相关的规定，现阶段，轻钢结构的支撑受力模式采用自编程序精确计算了轻钢结构支撑体系的内力，以此简化计算的结果所产生的误差，提高工作的有效性。国外有少数先进的钢构企业所编制的设计软件能直接计算支撑。这类软件专业性太强，通用性不够，对于复杂的建筑，设计计算反而有不便之处，本文就将对我国轻钢结构支撑体系内力计算及设计问题进行分析探讨。
关键词：轻钢结构；支撑体系；内力计算；设计 1、轻钢结构与普钢结构的区别
在轻钢结构的具体工作中，最早的轻钢结构主要指的是在普钢设计中不允许采用的材料，比如圆钢、小角钢等做成的结构。现阶段，随着我国科技的进步发展，其轻钢结构的概念已经得到了一定的充实，同时也创新了更好的相关结构形式，进一步拓展了轻钢结构初始的应用领域。在轻钢结构的具体工作中的轻钢结构是采用区别于普钢结构使用的传统型材，比如热轧H型钢、T型钢以及薄壁焊接型材等。在轻钢结构的具体工作中，所采用的轻钢结构区别于普钢结构的设计理论方法，比如考虑屈曲后的强度以及计入蒙皮效应等。所以，在轻钢结构的具体工作中，不同的设计规范有不同的体系，同时有着相应不同的规定。根据相关的规定可以看出：轻钢结构与普钢结构的区别主要在于：轻钢结构与普钢结构的荷载取值不同，尤其是风荷载以及屋面活荷载等；轻钢结构与普钢结构的分析方法不同，特别是其计算长度确定以及相应的局部稳定计算等；轻钢结构与普钢结构的限制条件不同，比如其变形以及长细的比控制的等等。
2、刚度及稳定设计
2.1、刚度设计
在轻钢结构的具体工作中，有重级及多层框架的工作厂房的变形监控，相关的规定中有其具体的要求。比如对于在轻钢结构的具体工作中，相关制度对普通单层结构做出了明确的规定。在轻钢结构的具体工作中适用性问题是结构变形所涵盖的问题，在轻钢结构的具体工作中结构变形所涵盖的问题相对于轻钢结构安全性其考虑的并不深。而在轻钢结构的具体工作中对于单层钢结构厂房的变形在设计是可以放宽标准，在变形控制的建筑中，可以相应的放宽变形的容许条件，以此来降低相关经济成本。在轻钢结构的具体工作中可以通过比较已经建成的轻钢结构厂房，保证在檐口的高度不能大于9m的单层厂房，在这其中强度的条件是在轻钢结构的具体工作中唯一考虑的因素，而对于刚度的变形是不在考虑范围内的。
2.2、稳定设计
在轻钢结构的设计时，对于相关屋面的梁柱外翼缘以及上翼缘主要是由檩条来进行约束的，但是由于相关轻钢结构的屋面质量相对比较轻，所以其相关的内
力方向特别容易被风载荷改变，在这种情况下，相关的柱内翼缘以及梁下翼缘都有受到压力的可能。这时，就可以通过在轻钢结构的具体设计中设置相关的隅撑来解决，对于相关下翼缘的整体稳定有隅撑连接下翼缘和檩条，它们行成侧向约束解决。要特别的注意，在具体的设计中在采用Z型和C型檩条时，要搭接连续性的檩条，做这样连续梁的计算模式就会相对简支梁为模式效果好一些。
3、支撑体系、檩条的计算分析
在轻钢结构的设计中，对于相关张紧的圆钢组成的柔性支撑体系，其通常是用在没有吊车时。我们一般采用花篮螺栓，其能有有效的减少在具体的施工中由于支撑松弛而带来的一些不利影响。相关的规范指出，在轻钢结构的设计，对于檩条的下翼缘，其在相关风吸力组合的作用，可以将拉条适当的布置在相关的檩条的上、下翼缘附近。在具体的工作中，可以通过相关稳定的计算，当檩条在风吸力组合下，对于下翼缘受压的情况，通常情况下，跨度可以作为檩条下翼缘侧向的计算长度，但具体的计算过程中，对于在风吸力的作用下的相关墙梁，如果其也用这种方法来进行计算的话，就会存在一定的不合理性，这主要由于控制截面的唯一因素将是稳定，所以其计算是非常不经济的。在具体的工作中，在经过验算受压稳定后，相关的檐口以及屋脊处如果在采用双檩的条情况下，其相关的刚性杆件可以进行取消，这时所传递的纵向水平力的压杆就是檩条，也就是说在具体的设计中，有垂直支撑处设置相关的刚性系杆是非常必要的。
4、轻钢结构设计中应注意的几个问题
4.1、楼盖
在多层的轻钢房屋中，对于楼盖结构的选择是非常重要的，其除了是将竖向的荷载直接分配给相应的墙柱之外，与此同时还保证了其和抗侧力结构的空间协调；在多层的轻钢房屋中从抗震角度来看，在具体的工作中，还应采用相应的技术和构造措施减轻楼板自重。其中常用的楼盖结构包括有：压型钢板-现浇混凝土组合的楼板以及现浇钢筋混凝土板等等，而在这其中压型钢板-现浇混凝土组合的楼板是最为常用的。现阶段，在多层轻钢房屋整体时，还普遍不考虑楼盖以及钢梁的组合作用，这样不仅在具体的工作中增加了相关的材料用量以及结构的自重，而且会造成在具体的工作中的强梁弱柱的情况。
4.2、支撑体系
在具体的工作中，对于支撑体系主要包括有：支撑分轴交支撑以及偏交支撑两种，其中支撑分轴交支撑的耐震能力比较差，而偏交支撑在强震作用下具有良好的吸能耗能性能，也因此为门窗洞的布置提供了一定的有利条件，但是就我国目前的使用情况来看，依旧比较少，所以建议在以后的工作中，对于高烈度区可以首选偏交的支撑。
4.3、柱
对于钢结构房屋来说，其一般为大开间，所以在钢结构房屋中的框架柱在两个方向都承受着比较大的弯矩，与此同时，还应该考虑在钢结构房屋中的强柱弱梁的要求。现阶段，在钢结构房屋中，我国广泛使用的是焊接H型钢以及I字热轧钢截面，强弱轴惯性矩之比3～10，这就会造成在钢结构房屋中相关材料的浪费。因此在钢结构房屋中对于轴压比较大，梁截面较高的框架柱采用双轴等强的钢管柱或方钢管混凝土柱在钢结构房屋中是比较适宜的。
4.4、节点抗震设计
对于框架梁柱节点，其通常根据“常用设计法”采用翼缘连接承受全部弯矩，在钢结构房屋中的梁腹板只承受全部剪力的假定进行设计。在钢结构房屋中相关的震害表明，这种设计不能有效满足在钢结构房屋中的“强节点弱杆件”的抗震要求，在高烈度区的使用隐患是比较大的。所以在以后的工作中要不断的改进框架节点的设计，在梁端上下翼缘加焊楔形盖板或者将梁端上下翼缘局部加宽盖板面积主要由在钢结构房屋中的大震下的验算公式确定。
4.5、支撑设计
在具体的工作中，存在着通长压杆设置位置的不当现象。对于纵向通长压杆是整个支撑系统的重点部位，厂房内通过纵向通长压杆将厂房纵向连成整体，将各道屋面支撑或柱间支撑连接为整体受力结构。如果生硬的使用设计规范中的要求，则有可能造成通长压杆的设计不当，造成不必要的浪费等。
综上所述，轻钢结构作为钢结构技术的一种，是近年来在我国发展起来的新型结构，以其众多优点在我国受到越来越多行业的青睐。当前形势下，轻钢结构的设计与未来发展就显得尤为重要。所以在以后的工作中，我们只有充分理解该类结构的设计概念，才能使结构设计既经济合理，又安全可靠，在市场竞争中立于不败之地。
参考文献
[1]王昱.高层建筑转换层钢结构支撑体系的设计要点[J].中国建筑金属结构，2013，16:49.
[2]罗伟阳.浅谈轻钢结构厂房优化设计[J].中华民居(下旬刊)，2014，02:79-80.
[3]陈友泉，魏潮文.轻钢结构支撑体系内力计算及设计问题的探讨[J].建筑结构，2003，07:13-15
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