轻钢结构建筑中外比较论文

摘要：门式刚架轻型钢结构房屋是一种常见结构形式，适用于大跨度、易于组合、高烈度地震区的建筑。它具有用钢量少、结构自重轻、施工速度快、综合经济效益高的优点。关键词：门式刚架轻型钢结构1、美国发展情况轻型钢结构建筑体系是美国从40年代的军事设施、兵营发展而来。下面是小编为大家整理的《轻钢结构建筑中外比较论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

轻钢结构建筑中外比较论文 篇1：

轻钢结构在单层工业厂房设计中的应用

摘要：轻钢结构是一种新型的钢结构体系，具有自重轻、施工速度快以及商品化程度高等优点，且已广泛应用于单层工业厂房的建设之中。因此，对轻钢结构在单层工业厂房设计中的应用进行分析，有着重要的意义。本文先对轻钢结构做一个概述，然后再对轻钢结构再单层工业厂房中的设计要点进行具体的阐述。

关键词：轻钢结构；单层工业厂房；设计；应用

随着社会经济的快速发展以及城市化进程的不断加快，我国建筑行业获得了较大的发展。伴随着国家可持续发展战略的实施以及人们生态环保意识的不断增强，建筑材料已逐步向环保、高效以及低耗方向发展。钢材作为一种高效且可再生利用的材料，其在现代建筑行业中的地位越来越重要。尤其是轻钢结构，因其具有综合经济技术指标低、施工速度快以及自重轻等优点，现已被广泛应用于建筑行业之中。因此，对轻钢结构在单层工业厂房设计中的应用进行探讨已成为当前研究的重要课题之一。

一、轻钢结构概述

轻钢是一个比较模糊的名词，目前一般认为主要构件钢板的厚度不大于10毫米，即被称之为“轻钢结构”。而在轻钢结构建筑体系中，轻钢结构具有更为广泛的含义和内容，并非仅仅只是指由薄壁型钢、角钢以及圆钢所组成的结构，它还包括自重轻和经济效益好这两层含义。在房屋建筑中，要判断房屋建筑结构是否是轻型钢结构建筑体系，主要有两个判断指标：一是，屋盖是否采用轻型屋面材料；二是，结构体系每单位面积的用钢量。对于其它类型的结构形式，要判断其是否属于轻型结构建筑体系，主要以用钢量来进行判定。

轻钢结构是一种新型的钢结构体系，因其具有自重轻、抗风性好、隔音性强以及耐久性高等优点，现已被广泛应用于一般服务性、商业性以及农业性建筑之中。通常，轻型刚架结构体系应用在中小跨度的工业建筑中较为经济，而跨度较大的民用建筑或者是工业厂房选择网壳结构或者是网架结构的轻钢结构会更加具有优势。经过近年来的发展和研究，轻钢结构的形式主要包括四种，即多层房屋轻型钢结构建筑体系、轻型房屋网壳或钢网架结构体系、薄壁型钢桁架结构体系以及多跨或單跨刚架结构体系。

二、轻钢结构在单层工业厂房中的设计要点

（一）结构体系

目前，一般单层工业厂房的结构组成如图1所示，其中，1为屋面板，2为天沟板，3为天窗架，4为屋架，5为托架，6为吊车梁，7为排架柱，8为抗风柱，9为基础，10为连系梁，11为基础梁，12为天窗垂直支撑，13为屋架下旋横向水平支撑，14为屋架端部垂直支撑，15为柱间支撑。在轻钢结构单层工业厂房设计中，其结构体系设计的要点如下：

（图1：单层工业厂房的结构组成）

1、门式刚架

目前，轻钢结构单层工业厂房的门式刚架有多种形式，主要包括单跨、多跨、双跨、带毗屋的以及带挑檐的等。其中，在多跨门式刚架中，一般采用铰接来将其中柱与刚架梁连接起来。同时，门式刚架的梁柱根据不同的荷载、高度以及跨度，可以采用不同的钢截面。当将桥式起重机设置在单层工业厂房中时，则门式刚架梁柱的柱截面最好采用等截面的构件。

2、轻钢结构工业厂房结构体系

在轻钢结构工业厂房结构体系中，其屋面一般选择有檩体系，常选用高频焊接薄壁H型钢或者是冷弯C型钢来做檩条，且檩条之间的距离一般间隔1.5米；同时，屋面板通常采用夹芯板或者是压型钢板。轻钢结构工业厂房结构体系中的外墙一般选择有墙梁体系，常选用高频焊接薄壁H型钢或者是冷弯C型钢来做墙梁，且墙梁之间的距离一般在1.5至2.1米之间；同时，墙面板通常采用夹芯板或者是压型钢板。此外，一般通过在墙梁和刚架柱内侧翼缘或者是檩条和刚架梁下翼缘之间设置隅撑，来确保主刚架柱内侧翼缘和主刚架梁下翼缘平面外的稳定性。同时，可以使用张紧的角钢或者是圆钢来对主刚架之间的水平进行支撑。

（二）结构布置

在轻钢结构工业厂房中，其结构主要由三大部分组成，即屋面结构、墙面墙梁以及支撑。其结构布置的设计要点如下：

1、屋面结构的平面布置

在轻钢结构厂房结构系统中，当房屋纵向的长度≥300米且房屋横向长度≥150米时，其房屋伸缩缝通常设置为温度伸缩缝。目前，制作温度伸缩缝的方法主要有两种。一种是在柱与吊车梁的连接处采用椭圆孔；另一种是在檩条的连接处设置双排柱或者是其连接处采用椭圆形的螺栓孔，以此来确保结构伸缩空间的充足。同时，在对屋面檩条进行布置时，应综合考虑各种因素的影响，如采光带、通风屋脊以及天窗等。此外，应根据具体实际的情况以及相关的计算来对屋面檩条之间的距离以及压型钢板厚度进行确定。

2、墙面墙梁的布置

在对轻钢结构单层工业厂房的墙面墙梁进行布置时，应先按照门窗的大小以及位置来对墙梁的位置进行确定。同时，在对雨篷与挑檐进行设置时，也需要增设墙梁等构件。此外，还需要通过具体的实际情况以及相关的计算来确定墙梁的规格尺寸。最后，在进行设计时，还必须对墙面板的规格、厂房的美观进行考虑。

3、支撑布置

在轻钢结构单层工业厂房中，其支撑主要包括竖向柱间支撑和横向水平支撑两种。这两种水平支撑的作用在于不仅能对刚架的整体刚度进行提升，而且还可以传递和承担水平力，从而为结构安装的稳定提供了保障。在对支撑进行布置时，若已设置了温度伸缩缝，则应将这两种水平支撑同时分别设置在每个温度伸缩单元之中，以此来确保空间结构体系的稳定。同时，横向水平支撑之间的距离应≤45米。若温度伸缩单元长度≤90米时，则应将上柱柱间支撑设置在温度伸缩单元两端的第一开间的上柱处。

（三）刚架柱基础的设计

1、刚架柱基础的形式

一般而言，轻钢结构单层工业厂房的刚架柱基础的形式主要包括三种，即钢筋混凝土独立基础、柱下条形基础以及桩基础。其中，柱下条形基础一般应用于加固工程之中，钢筋混凝土独立基础一般应用于土质较为均匀的地基处，而桩基础则通常应用于深基础。

2、刚架柱基础的设计

在轻钢结构单层工业厂房中，刚架柱基础一般采用刚接或者是铰接柱脚的方式来对钢板和钢筋混凝土基础进行连接。同时，柱脚锚栓的制作一般采用Q345钢或者是Q235钢，且其长度必须符合相关的设计规范。此外，锚栓的直径应≥24毫米，并采取有效的措施来避免螺帽松动。

结束语

综上所述，轻钢结构是一种具有自重轻、施工速度快以及商品化程度高等优点的新型的钢结构体系，现已被人们广泛应用于建筑行业之中。其中，轻钢结构门式刚架设计已被人们广泛应用于单层工业厂房之中。而目前，轻钢结构的相关技术还不够成熟。加之，由于本文篇幅有限，必然存在不足之处。故而，这还需要我们进一步对轻钢结构在单层工业厂房设计中的应用进行研究和探讨。

参考文献：

[1]王煜.关于轻钢结构在单层工业厂房设计中的应用[J].城市建筑，2014（18）.

[2]杨波.单层轻型门式刚架结构的设计要点[J].江苏科技信息（学术研究），2011（8）.

[3]陈炜琴.谈轻钢结构单层厂房的设计[J].山西建筑，2012（18）.

[4]谭辉.单层门式刚架轻钢结构工业厂房施工技术探讨[J].中外建筑，2010（2）.

[5]王虹波.探讨单层门式刚架轻钢结构工业厂房施工技术[J].中国建筑金属结构，2013（6）.

作者：邓强

轻钢结构建筑中外比较论文 篇2：

门式刚架轻型钢结构发展状况

摘要：门式刚架轻型钢结构房屋是一种常见结构形式，适用于大跨度、易于组合、高烈度地震区的建筑。它具有用钢量少、结构自重轻、施工速度快、综合经济效益高的优点。

关键词：门式刚架　轻型钢结构

1、美国发展情况

轻型钢结构建筑体系是美国从40年代的军事设施、兵营发展而来。第二次世界大战以后，百废待兴，建筑需要量很大。战后首先利用兵营的经济性、多功能性发展成工厂、仓库；尔后，随设计水平的提高，新型建筑材料的出现，加工设备的不断改善(如屋面、墙面采用镀锌钢板、彩色钢板等材料)，设计形式的新颖多样化，使这种建筑的用途越来越广泛，渐渐普及到商业建筑、公共建筑、交通设施等非住宅建筑中，随着用量的增加，在设计、结构计算、制图、构件加工、经营管理方面都用了计算机控制。在技术开发、制品的改良、防火等方面取得成果。美国13家公司在1956年组成了金属房屋工厂协会，尔后会员单位不断增加。公司通过分布在全国各地的特约代理店向用户推销。公司对特约代理店进行专门的培训和技术指导。1988年特约代理店增加到8500家。美国轻型钢结构体系建筑的销售额1947年为2500万美元，1966年为2.5亿美元，1988年达到16亿美元，占整个单层非住宅建筑的50％以上，增长速度很快。

2、日本的发展情况

轻型钢结构建筑体系在日本有两种类型：第一种类型是日本自身发展起来的，战后经济发展的需要，多地震的国情，工厂、仓库绝大多数采用钢结构。随着轻钢设计理论的改进，新钢种的开发及计算机的应用，多种先进加工机械的出现，轻钢结构有了很大发展。例如新日铁建筑事业部，他们不断改进形成自己独特的建筑体系sPV4，这种轻钢建筑体系构件标准化、定型化、装配化；经营管理、设计、生产、施工、售后服务系统化。诸如这样的厂家还很多，例如川铁建材工业，住友金属工业等都有各自的建筑体系。这种类型的轻型钢结构建筑体系的特点是设计、制造加工、施工全部要按照日本的规程规范进行，并采用日本生产的钢材。另一种类型是1989年以来日本四家公司先后从美国引进的轻型钢结构体系建筑技术而发展起来的。这四家公司中有的是把美国的厂家全部买下来；有的是引进CAD技术；有的是全套引进技术后，改造成适合日本的形式，部分国产化；但是，为了在日本国内销售，必须符合日本的规范、标准的要求，必须经过日本建筑中心的评定，建筑大臣的认可，所以几家公司对钢材材质、檩条、墙梁、变截面门式刚架都做了大量的试验研究工作，取得评定、认可，现已在日本大量生产。

3、国内的应用及展望

随着我国经济特区的建立，轻型钢结构建筑体系首先进人我国深圳蛇口工业区，1980年左右。从美国全套引进的厂房，仓库逐年增多。饲料厂、百事可乐饮料厂、家具厂、赤湾码头仓库、纸箱厂、电子工业厂房、建材加工厂等近100万m2的体系建筑。开始是深圳，后又扩大到珠海，珠江三角洲开发区，很快蔓延到大连，青岛、上海、厦门、湛江、恩平、北京等沿海开发区和内陆城市。这些体系建筑主要用作厂房，仓库。中外合资企业占多数，其形式均为美国厂家负责设计、构件加工，然后全套包装好，用集装箱运到施工现场。基础、地坪等土建工程以及水，电均由中方承担，钢结构安装亦由中方承担，外方派人进行技术指导。有的外方仅提供安装指导手册，由中方负责技术服务。随着这种体系建筑的引进，冶金部建筑研究总院科研人员开始学习，了解这种建筑，进而结合我国现有材料及设计规范进行了研究、开发。这就为轻型钢结构体系建筑的发展提供了良好的条件。

尽管轻钢结构产业在我国有了可喜的进步。但是发展力度远远不够。一是世界各国建筑业都是钢材的主要用户之一，工业发达国家在其建筑业的增长时期基本建设用钢量一般占钢材总量的30％以上，而我国目前建筑用钢量只达到22-26％。这5％-6％的差距主要在于我国房屋结构的用钢量还比较少。二是虽然行业管理部门和社会各界都在强调发展钢结构建筑，但由于多年以来钢结构的发展较钢筋混凝土结构慢，人们对此还不很熟悉。对轻钢结构建筑多方面的优越性认识不够，一些工程还不能采用最优方案的结构体系。存在着转变观念的问题。三是对于业主和设计单位，钢结构正逐步改变着传统建筑设计理念，这需要我们结构设计人员不断充实钢结构设计思维，学习先进的设计经验，突破传统结构约束，来不断适应新形势的要求。

我国20年来的改革开放和经济发展，已经为钢结构体系的应用创造极为有利的发展环境。首先，从发展钢结构的主要物质基础来看，自1996年开始我国钢的总产值就已超过l亿吨，居世界首位。而且随着钢材产量和质量持续提高，其价格正逐步下降，轻钢结构的造价也相应有较大幅度的降低。与之相应的是，轻钢结构配套的新型建材也得到了迅速发展。其次，从发展轻钢结构的技术基础来看，薄壁轻钢结构、门式刚架轻型房屋钢结构、压型钢板结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接等方面的设计、施工、验收规范规程及行业标准已发行。有关规范规程的不断完善为轻钢结构体系的应用奠定了必要的技术基础。第三，从发展钢结构的人才素质来看，经过几年来的发展。专业钢结构设计人员已经形成一定的规模，而且他们的专业素质在实践中得到不断提高。

作者：尹压西

轻钢结构建筑中外比较论文 篇3：

钢结构建筑的应用与发展

摘 要：随着我国建筑业和钢材的发展，钢结构建筑日益增多。钢结构体系因其本身所具有的自重轻、强度高、施工快等优点，与钢筋混凝土结构相比，更具有在”高、大、轻”三个方面发展的独特优势。因此在高层建筑、大型工厂、大跨度空间结构、交通能源工程、住宅建筑中更能发挥钢结构的自身优势。随着国家经济的快速发展，“节能环保”不断出现在各大会议中，被誉为“绿色建筑”的钢结构建筑的快速发展，钢结构的应用与良好发展已成国际上的大势所趋。

关键词：钢结构；性能；应用；展望

1 钢结构的特点

钢结构与其他建筑结构入混凝土结构、砖石结构和木结构相比，具有三个显著特点：一是力学性能；二是物理性能，钢材是一种低碳建筑材料，可以循环利用；三是化学性能。具体如下：（1）材料强度高，塑性和韧性好。钢材和其他建筑材料相比，强度要高很多。因此，特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢结构还具有塑性和韧性好的特点。塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能性能和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合。钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性体，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以严格控制，材质博动的范围小。（3）钢结构制造简便，施工周期短。钢结构所有的材料单纯而且成材，加工比较简便，并能使用机械操作。构件在工地拼装，可以采用安装简便的普通螺栓或者高强螺栓，有时还可以在地面拼装和焊接成较大的但愿再行吊装，以缩短施工周期。（4）钢结构质量较轻，钢材的密度虽比混凝土等建筑材料的密度大，但鋼结构却比钢筋混凝土结构轻，原因是钢材的强度与密度之比要比混凝土大得多。以同样的跨度承受同样的荷载，钢屋架的质量最多不过钢筋混凝土屋架的1/4-1/3，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10，为吊装提供了方便。对于需要远距离运输的结构，质量轻也是一个重要的有利条件。同时，屋盖结构质量轻，对抵抗地震作用也十分有利。（5）钢结构腐蚀性差，耐热但不耐火，必须对结构注意防护。尤其是暴露在大气中的结构，如桥梁等更加应该注意。但近几年出现的耐候钢具有较好的抗锈蚀性能，已经逐步推广应用。另外，钢材长期经受100℃，几乎没有多大变化，具有一定的耐热性能；但是钢材不耐火，重要结构必须注意采取防火措施。例如利用蛭石板、蛭石喷涂层或石膏板等加以防护。

2 钢结构的应用

钢结构的合理应用范围不仅取决于钢材本身的特点，还受影响于国民经济的发展情况。由于钢材短缺，从建国到90年代，钢结构只用于钢筋混凝土不能代替的地方。直到1996年钢产量达到一亿吨，局面猜得到改变，钢结构的技术政策改成“合理使用钢材”。而国外钢结构应用远远走在了我们前面，美国钢结构建筑主要市场分布：工业、商业、社区等等各个方面。所以，钢结构在土建工程中的应用日益扩展。

2.1 高层、超高层建筑由中外合作到国产化的起步。随着国人生活水平、文化水平的不断提高，对于高层、大跨度建筑的需求也越来越高，而钢结构自身的特点，所以，对于高层、大跨度、超高层来讲，钢结构是非常理想的结构类型。我国有名的高层、超高层建筑大多是中外合作的产物，如上海金茂大厦、环球金融中心、深圳地王大厦、北京京广中心，北京鸟巢等。中外合作设计钢结构建筑对于掌握国外先进技术及锻炼培养人才起到了促进和推动作用。

2.2 轻钢结构。事实上，轻钢结构建筑在一些发达国家已被广泛应用，例如工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等等。轻钢结构是一种年轻而极具生命力的钢结构体系，已广泛应用于一般工农业、商业、服务性建筑，如办公楼、别墅、仓库、体育场馆、娱乐、旅游建筑和低、多层住宅建筑等领域，还可用于旧房增层、改造、加固和建材缺乏地区、运输不便地区、工期紧、活动式可拆迁建筑等，倍受业主青睐。这种结构的房屋具有自重轻，建设周期短，适应性强，外表美观，造价低，易维护等特点。国外轻钢结构厂商都已经慢慢进入中国市场，我过也应该借助机遇，趋利避害，积极发展我国自己的轻钢结构体系，以适应今后我国建筑钢结构不断发展的要求。

2.3 大跨度钢结构。大跨度钢结构大多应用于多功能场馆，会议展览中心，飞机库，候机厅等。世界上最大的室内体育馆，美国亚特兰大体育馆，采用的是张拉整体体系的屋盖，主要由索、杆、膜等组成，是当今最有发展前途的一种新型空间结构。事实上，从力学上讲，跨度再大的结构都是有可能实现的，为此，英国、美国等学者和研究单位都在进行相关研究。近几年，波浪形曲面开始流行，树桩支撑以及直接交汇相关节点，看起来十分优美壮观。深圳机场、北京首都机场、上海浦东国际机场都是典型的例子。

2.4 其他钢结构建筑类型。如，重型厂房结构、空间结构、可拆卸结构等到其他结构。即使在地基条件差的环境下，钢结构也因其良好的韧性和强度以及质轻的有点，能够很好的适应；在底价较高的地区，钢结构则以其占用土地面积小而突显出它的优越性。工期短，投资及早得到汇报，是有利于选用钢结构的又一项重要因素。因此，钢结构因其诸多有点而广泛应用于其他非住宅类型建筑。

3 钢结构建筑的前景展望

纵观发达国家钢结构建筑的发展轨迹，结合我国的实际情况，不难看出我国钢结构发展前景光明，同时也会存在许多不同于发达国家的特点。结合钢结构的特点以及优势，我过钢结构建筑存在着巨大的市场潜力和发展前景。（1）我国能源建设不断加快，火力电厂的主厂房和锅炉钢架用钢量不断增加。钢产量自96年以来，产量超过一亿吨，位居世界首位。钢铁和其他材料工业的发展，为钢结构行业提供品质优良、规格齐全的材料和条件。（2）交通工程中的地铁、轻轨和桥梁工程日益增加，随着城市经济的发展，地铁出行成为一种快速、便捷的新方式。钢结构以其自身特点，近几年来在地铁、桥梁建设中发挥这越来越重要的作用，我国部分地铁、桥梁等普遍采用钢结构形式，如沪高速、跨海、跨江大桥等等。随着经济的发展，钢结构在交通工程中会有更多更好的应用。（3）钢结构住宅将增加，国家提倡建设节能省地住宅，有关钢结构住宅的设计规范及配套技术，材料基本具备。目前我国钢结构住宅占比较少，发达国家却达到占总量的40—50%以上，如我国每年竣工6亿平方米的城镇住宅建设只有5%采用钢结构，由于中国钢材价格比国际价格低，劳动力成本低，钢结构的制作和施工质量优良，所以国际工程市场有较强的竞争力。（4）制约钢结构产业发展的一些不利因素。我国钢产量连年居世界第一，而且钢结构建筑的建筑条件基本成熟，但钢结构技术仍未得到特别有力的推广，我国钢结构建筑的发展相对国外任然有些滞后。主要表现在：国产H型钢、方钢管、可搭接的斜卷边冷弯薄壁Z型钢、抗腐蚀性能更好的镀铝锌薄板等型材的品种、规格还不能满足建筑需要。厚板的可焊接性差是国产建筑钢材存在的主要问题。建筑用高强度低合金钢品种还太少，高强度低合金结构钢在冷弯薄壁型钢中的应用尚未解决。钢结构住宅的造价和选择、开发外墙板，在一定程度上制约了钢结构住宅建筑的大面积推广应用。尽管目前还存在着种种不尽如人意或有待提高的方面，但钢结构的发展潜力巨大，前景广阔。

展望未来，随着经济建设的蓬勃发展和交流的进一步扩大，要建造更多的高层建筑、桥梁和大型公共场所等大空间和超大空间建筑物的需求十分旺盛。这将为钢结构的发展提供更多的机会，钢结构产业兴旺发展的新局面就在眼前。

作者：倪泽阳　苗秀梅　赵海峰