轻钢结构住宅建筑的设计探讨

【摘要】在建筑设计中轻钢结构得到了越来越广泛的应用，为了能够设计出合理的轻钢住宅建筑，需要在前期做好轻钢住宅结构建筑的施工计划，合理分配施工时间，做好施工材料的采购工作，最终设计出抗震性能良好的轻钢住宅建筑。为了做好轻钢住宅建筑的设计工作，最大程度发挥轻钢结构的作用，本文通过对该类建筑结构进行了详细的分析和研究，希望能为未来的轻钢住宅建筑结构设计提供帮助。

【关键词】轻钢结构；住宅建筑；设计

1、引言

随着我国经济的不断发展，人民生活水平越来越高，为了能够满足人们日益增长的物质需求，提高人们的生活质量，需要做好住宅建筑的结构设计工作。在具体的设计过程中，需要注意的是要保证建筑结构的质量，提高住宅结构的实用性。目前在住宅建筑中轻钢结构的应用较为广泛，相关技术人员需要注意加强设计的强度和耐久性。

2、轻钢结构住宅建筑的设计原则

轻钢结构的设计最主要的是要保证结构的安全性、合理性和稳定性，这是设计人员在具体的设计工作中需要注意的几点要求，为了达到这些要求需要在设计过程中对设计质量给予足够的重视。在轻钢住宅建筑设计过程中需要控制好建筑自身的重量，首先应该控制好结构本身的质量，尽量减少钢材料的使用量。结构设计不仅需要保证安全性和稳定性，还需要注意结构的美观性，这是在保障人们生活物质水平的基础上对人民精神审美要求的满足，因此为了实现结构设计的现代化目标，还需要注意机构的美观性，在设计过程中对结构的艺术性提出要求。轻钢结构分为横向部分和纵向部分，在结构设计过程中需要更多考虑的是横向部分，比如工程施工难度、支柱支撑难度等，纵向结构设计需要考虑钢材的强度和其他性能对结构的影响。

3、轻钢结构住宅的设计重点

轻钢结构住宅的设计需要包括以下两项内容，下文将做出具体的阐述。第一是构件设计。轻钢结构构件首先要考虑到选择哪种钢材型号，目前在住宅建筑中普遍采用的钢材型号是Q235和Q345，为了降低工程管理的难度，便于施工工作的顺利进行，通常主结构选用的钢型材料相同。在考虑经济效益的情况下，设计需要采用不同钢材进行组合设计，降低结构成本。但是对于住宅设计来说有许多设计要求和设计规范，因此需要应用建筑结构设计软件，为建筑结构的计算带来便利，减轻了结构设计师的工作压力，同时提高了结构系统的安全性和科学性。第二是节点设计，节点是建筑结构系统中的关节，具有连接作用，其结构强度较低，需要设计人员对结构进行科学合理的分析，采用预测的方法构建建筑结构设计模型，通过对模型的分析可以避免结构出现节点不一致的情况，但前提是模型构建要保证合理。钢结构的节点设计分为三种：半刚接、刚接和铰接。设计节点需要合理选择连接形式，通常刚接可以保证轻钢结构的连接处不出现变形的情况。

4、轻钢结构住宅建筑的设计良好开展

4.1 住宅建筑中卫生间和厨房设计

在轻钢结构住宅设计过程中，卫生间和厨房设计是设计工作中的重点问题，由于轻钢结构自身的原因，会影响房屋质量。比如轻钢结构的防腐能力较差，尤其是在厨房和卫生间区域，设计人员需要采取相应的防水措施，必须选择防水材料、结合结構做防水设计等，从以往的经验来看，材料防水的效果远远不及结构防水。

4.2 轻钢结构住宅建筑的檩条和屋面板设计

檩条和屋面板设计在轻钢结构住宅设计中占据了关键位置，会影响到住宅建筑整体的安全性和稳定性，因此在轻钢住宅建筑设计中需要注意将檩条等间距布置，等间距的檩条布置方法会在檩条之间的屋面板上放置一个等架的支座，这样可以在很大程度上简化整个结构系统工程的运算过程。住宅檩条等间距的设计方法会让整个屋面板依据5个跨度的距离进行连续梁的设计，和中跨相比较这种方式的跨度较大，因此在局部会产生一些结构问题，比如局部承载力不足等。设计人员在设计轻钢住宅建筑的过程中还需要注意屋面板尺寸的设计和屋面板强度的设计工作，不要仅仅根据端跨中产生的弯矩进行跨度计算，这样会增加计算的误差，降低了结构的安全性。因此在具体的轻钢住宅建筑檩条设计工作过程中尽量避免等距离布置，要结合弯矩力和荷载力的具体情况级逆行设计，设计人员在面对不等跨檩条布置方式的过程中需要确保钢材使用的合理习惯，这样有利于实现高效率的轻钢结构住宅建筑的施工顺利进行。

4.3 节点设计和材料选择

对于不同部位的机构设计和节点设计需要做到具体情况具体分析，相关设计人员需要对这一环节的设计给予足够的重视。在轻钢住宅建筑结构设计过程中的节点设计包括了梁与梁之间、柱与柱之间的节点、柱节与梁之间的节点，柱帽节点和柱脚节点等。为了确保每个节点结构的安全可靠，需要尽量选择安全、稳定、简便的施工工艺，这样可以大大降低施工难度，保障施工质量。根据钢结构传力特点可以将节点分为刚性节点、半刚性节点和铰节点，目前来讲刚接的应用最为广泛，施工工艺也最为成熟。为了能够更好的提高施工工艺。设计人员需要选择高质量的施工材料，只有做好材料的把关才能更好保障结构质量，避免因为材料问题影响轻钢住宅结构的安全性和稳定性。

结语：

通过以上的几个问题的分析与探讨，我们可以看到随着我国经济的飞速发展，钢材料的产量和钢的性能品质都有了很大的提高，这为钢结构产业的发展奠定了坚实的物质基础，对于钢材料的开发运用给予了很大帮助，为了能够在轻钢结构住宅的设计过程中最大程度的发挥钢材料的优势，需要合理规划钢结构设计，注意细节的设计，确定好梁与梁之间的节点和屋面板的尺寸大小与材料强度、檩条间距设计等问题，才能科学合理的运用钢结构，帮助降低结构成本，同时这样更好的保障设计的质量，从而保障了相关人员的人身和财产安全问题。

参考文献：

[1]唐晓丹.轻钢结构住宅建筑的设计探讨[J].绿色环保建材，2017（2）：44.

[2]宗轩.钢结构住宅建筑设计探讨[J].建筑钢结构进展，2003（S1）：55～59.

[3]葛军，宋丽芳.现代化轻钢结构建筑在我国建筑行业的应用[J].大科技，2016，14（11）：330～331.

作者简介：

孙红军，吉林省易筑建筑设计咨询有限公司，吉林长春。