摘要：钢结构与普通混凝土结构相比，具备更强的抗冲击和抗震性，且钢结构本身重量较轻，施工过程中所用的时间周期比较短，被应用于房屋建筑中。多层轻型房屋钢结构材质上大多采用薄质、轻型及高效的材料，构建截面也具有较强的抗震及承载能力；就钢结构应用设计而言，其造型相对简洁，不仅可以使净使用的面积增大，进行大柱网的布置，还可以使房屋结构更具开放性，增大设计空间范围。就安装施工而言，不仅简便，还能缩短工期，从整体上提升施工质量。另外，随着我国钢产量的逐渐提高，钢结构在未来应用前景上值得期待。因此，对多层轻型房屋钢结构的设计与应用进行分析极具现实意义。本文对多层轻型房屋钢结构的设计与应用进行研究。
关键词：多层轻型房屋；钢结构；设计与应用
引言：随着社会经济的发展，建筑行业的规模不断扩大，同时人们在建筑结构方面有了更高的要求。近些年来，除以往传统混凝土结构外，多层轻型房屋钢结构在民用及工业建筑中逐渐发展起来，在进行多层轻型房屋建设时，钢结构设计的好坏直接影响着房屋整体应用效果。因此，本文就多层轻型房屋钢结构的设计与应用进行分析。
一、多层轻型房屋钢结构设计中存在的问题
（1）钢结构相关设计规范
在进行多层轻型房屋钢结构设计的过程中，存在钢结构设计规范不健全的问题，特别在设计时缺少相关的有效依据。就目前而言，在建筑设计过程中，标准规范仍然沿用传统方式，而传统规范标准已然满足不了多层轻型房屋钢结构的设计需求。比如：标准规范文件中要求称重结构不得使用2mm以下的钢材来进行制作，而国外在壁厚上已使用厚度低于2mm的轻型钢材，但我国在这方面没有一个实际的、可验证的数据作为支撑，导致设计和施工难以顺利开展。
（2）钢结构房屋节能、保温效率低
在进行多层轻型房屋钢结构建设过程中，由于钢材料在散热及热传导方面较为迅速，传热系数大，容易导致冷桥情况的发生，所以比较突出的一个问题便是钢结构的保温节能。其在保温方式上同混凝土结构内外保温的实施方法相同。相关设计人员对这部分应足够重视，从而避免钢结构房屋节能保温效率低的情况发生。
（3）隔音及防火方面
钢结构虽然应用优势多，但在防火性能方面较为薄弱，且不具备良好的隔音效果。在进行实际设计时，设计人员应对此方面加以充分重视，保证建筑物整体设计质量的同时，最大限度避免使用过程中这类安全隐患的发生。
（4）设计观念相对滞后
由于轻型钢结构在材质性能及应用方面同传统方式有着很大的不同，当前部分设计人员容易将钢结构同传统房屋结构进行等同看待，这对房屋建筑结构的质量及建筑风格方面存在很大的影响。
二、多层轻型房屋钢结构的设计与应用
（1）基础形式选择
在进行多层轻型房屋钢结构建筑施工设计时，建筑基础形式通常采用：筏板、柱下独立、十字及条形等基础形式。若采用柱下独立的基础形式，为规避整体结构在受力时产生偏移的情况，设计过程中需注意基础在下降和起升过程中存在的力度差异。在基础梁的选择上则应采用钢筋混凝土的结构，可以提前进行制作或者是现场进行浇筑。若施工方面有特定要求，则可以选用钢基础梁，但是需要对柱脚表层施以特殊防侵蚀材料进行覆盖。
（2）结构方案
在多层轻型房屋建设过程中，钢结构设计方案主要包括框架结构和悬挂体系两类，大多数情况下，若无特定要求，均采用框架结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行钢结构的设计中，关键部分是梁柱，梁截面形状大多采用焊接工形或轧制截面，少部分采用箱型截面。由于我国目前钢品种和产量不足，因此在构件上通常采用焊接的方式。从整体上来看多层轻型房屋的钢结构，其在平面布置上较为宽松、自由，没有固定的柱网尺寸，一般6～9m适宜。另外，就结构上若采用框架式结构，则轮廓较为清晰，质地相对均衡，可增强实际施工中的可操作性，且还具有极强的抗震性能。
（3）节点构造
通常情况下，进行多层轻型钢结构房屋建筑设计时，钢结构柱大多会选择箱型或者焊接工形截面。若采用工形截面，由于腹板的厚度比较小，在这种情况下，强轴应采取刚接的形式，而弱轴方向与梁进行连接时，应采取铰接的形式。为使房屋实现轻型结构，材料选择上厚度一般比较小，所以设计过程中不宜采用现场焊接的方式，而应该对次梁加以改造，在施工中利用改造的次梁来构成连续梁，从而使钢结构整体稳固性得以提高。
（4）楼盖体系
为保证多层轻型房屋建筑达到较好的承重效果，对钢结构楼板设计方面有很好的要求。除整体性能良好外，还应具备足够的刚度，才能使楼板承载力得以提高。在设计过程中在钢梁上还需进行压型钢板的布置，利用栓钉将两者进行结合，而后在上面浇注100～150mm厚的钢筋混凝土板，最终可以形成压型钢板式的组合型楼板，通过这样的设计方式，可以使钢结构承载力得以充分发挥和增强。另外，可以直接采用钢筋混凝土楼板，或者是按照实际建设需要，选择混凝土或预应力混凝土板进行叠合处理，在此过程中还需要注重钢梁与楼板之间的紧密结合度。因此，在进行楼盖体系设计时，采用楼板和钢梁进行组合楼板的设计，不仅能够加强建筑同楼板之间的整体性，使楼板承载力得以提高，还可以使梁高得以最大程度的降低。而在次梁和主梁之间，则可以采取等高和不等高两种连接方式。
（5）支撑体系
在设计过程中，为了保证房屋建筑钢结构的抗震、防风刚度等性能，须对支撑体系进行科学合理的设计，通常在支撑体系构成的设计上会选择角钢或槽钢；设计形式上通常会进行纵横单向或双向的设置方式；框架及支撑铰接设计上采用压杆或按拉杆的方式。在进行支撑体系实际架设时，应按照建筑物的整体布局和形状，在布设上灵活运用门式、交义型及人字型方式。在抗震效果上，利用偏心支撑来实现建筑房屋耗能、吸能能力的提升。进行支撑体系布置过程中，还应该结合地面受力及房屋墙面进行考虑，保证房屋实际功能及布局的同时，使房屋各个部分具备均衡的受力能力。另外，在进行支撑方案设计时，还应该从弯矩影响方面进行计算。
（6）防腐防火
钢结构防腐防火设计对于多层轻型房屋钢结构设计而言十分重要，其可以直接影响到建筑物的耐用性及可靠性。在进行设计的过程中，防火措施方法上可分为：防火层包裹、发泡防火漆喷刷及涂抹防火涂料等。就构件位置来说，靠近里面的构件选择加装防火板、喷涂珍珠岩及蛭石的方式进行，经济又适用。就暴露在外的钢质构件而言，可以采用油漆或防腐材料进行涂抹，但就防腐材料涂抹效果而言，通常只能持续10～20年，所以在投入使用后，为保证防腐性能，还需经常进行维护处理。就钢板材料来看，镀锌压型钢板防腐性能良好，在进行施工设计时，可以对外部结构实施防火外衣的布置，对内部结构进行有机涂料的喷涂，达到防腐需求的同时，有效提高钢结构的稳固性。
结束语
综上所述，就目前而言，多层轻型房屋钢结构虽在国外发达国家得以大面积使用，但在我国还未得到广泛应用，面对这样的情况，就需要相关建筑设计人员对该技术进行理论及实践上的深入研究，在设计过程中，结合实际出发，正确看待该技术实施过程中的各类问题，严格把控设计及施工过程中的每一个环节，对国外优秀案例经验加以学习借鉴，确保工程顺利开展的同时，提高整体施工质量，发挥出多层轻型房屋钢结构的实用价值，从而实现该项技术的推广及应用。
参考文献：
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论文作者:胡有清
论文发表刊物:《建筑模拟》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/14
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