轻型钢结构的屋面荷载较轻，因而杆件截面较小、较薄。它除具有普通钢结构的自重较轻、材质均匀、应力计算准确可靠、加工制造简单，工业化程度高、运输安装方便等特点外，一般还具有用料较省、自重更轻等优点。它对加快基本建设速度，因而受到建设单位的普遍欢迎。
轻型钢结构的经济指标较好。轻型钢屋盖结构的用钢量一般为8~15Kg/m2，
)
接近在相同条件下钢筋混凝土结构的用钢量，且能节约大量木材、水泥及其他建筑材料。因此，轻型钢结构是很有发展前途的一种结构。
轻型钢结构工程是一个系统工程，它包括设计、加工制造和施工安装三个过程；包含的具体内容有：主结构系统、次结构系统和围护系统三大方面。了解轻型钢结构各个组成部分的加工制造过程对于项目经理和钢结构工程师而言是十分必要的。
主结构系统包括主刚架和支撑体系。支撑体系包括水平支撑、柱间支撑和刚性系杆等部分。由于支撑体系采用的构件大多为圆钢、角钢和钢管等，构件简单、制作方便，且支撑体系节点多为标准节点。
第一节、施工前的准备工作 一、施工现场调查
项目经理和工程技术主管要认真阅读施工图和施工组织计划。并根据工程的特点在施工现场调查时作好以下准备工作
1、设计平面布置图。主要内容包括：现场临时设施布置位置和面积；现场施工场地和道路位置，施工便道的处理要求；施工机械进出场路线、停机位置及开行路线；钢构件的现场堆放位置；吊装的主要施工流水线路，水电用量及布置，现场排水等。
2、了解大型和异形构件的运输道路条件和思考运输方法。主要内容包括：装卸车设备、起重量、运输道路宽度及转弯半径，通过市区交通的许可情况，桥梁、低空架线、隧道、立交桥等）制定运输方案。
3、安排施工人员的生活场所。主要内容包括：项目部办公场所的定位和布置；施工人员的生活场所的定位和布置；
1
4、了解当地的物质供应情况和供应地点。主要内容包括：集贸市场的地点；工程中需要采购的零星材料和小型工具的地点；氧气、CO2气体、乙炔气体的供应地点等。
二、对土建施工的轴线进行测量和复测 1、基础复测和预埋地脚螺栓
（1）要求土建施工单位提供轴线、标高的轴线GPS基准点和标高引入水准点。 （2）对土建提供的轴线、标高进行复测 （3）在基础上划出有关轴线和记号。
（4）提供复测报告，对复测中出现的问题应通知有关单位，提出修改措施。 （5）在必要时，配合土建施工进行地脚螺栓的预埋。
地脚螺栓的安装允许偏差，应按下表的要求执行。
项 目 支承面 地脚螺栓（锚栓） 标高 水平度 螺栓中心偏移 允 许 偏 差 ±3.0 l/1000 5.0 10.0 预留孔中心偏移 （6）在基础混凝土浇灌后对地脚螺栓进行检查，并提供检查报告
（7）为防止地脚螺栓在安装前或安装中螺纹受到损伤，宜采用锥形防护套将螺纹进行保护。
2、测量仪器及丈量工具的使用要求
测量仪器和丈量工具是保证钢结构安装精度的检验工具，土建、钢结构制作、结构安装均应按规范要求，统一它的标准。
（1）经纬仪。一般钢结构工程采用精度为2s级的光学经纬仪，对于高层钢结构工程宜采用激光经纬仪，其精度宜在1/200000之内。
（2）水准仪。按国家三、四等水准测量及工程水准测量用途要求，其精度为±3mm/Km
（3）钢卷尺。参与同一工程施工的各有关单位，须使用同一牌号、同一规格的钢卷尺，并应通过标准计量校准钢尺。一般钢卷尺长度为2m、5m、30m和50m等，
2
（4）使用钢卷尺应注意以下几点：
1）标准温度：我国标准使用温度为200C，在实际使用时，应以实际温度与标准温度进行温差换算，其换算公式：
温度改正数 = 0.000011（t-t0）L
式中：L——测量长度，.t——测量时温度 ，t0——标定长度时的温度200C。 2）标准拉力：我国一般使用的标准拉力为5Kg和10Kg二种，但使用前还应注意钢卷尺制造厂的拉力标准，检测空间距离超过10m以上者，应使用夹具和拉力计数器配合钢卷尺使用；
3）钢卷尺的垂度改正：用钢卷尺量测距离时，尺的中央产生垂度，从而影响测距的精度，因此根据测量的读数减去垂度改正数，则是实测的距离。
尺的中央垂度改正数=W2 L3／24T2
式中： W——钢卷尺每米重量（Kg）， L——钢卷尺长度（m）， T——量距时的拉力（Kg）
4）钢卷尺的数量。钢结构安装单位应备钢卷尺2合，一合放在施工现场，另一合备用。 3、锚栓
锚栓是用于上部钢结构与下部基础的连接，将上部结构荷载传给基础，在上部结构和下部结构之间起桥梁作用。
锚栓主要有两个基本作用：
（1）作为安装时临时支撑，保证钢柱定位和安装稳定性。
（2）将柱脚底板内力传给基础。承受柱弯矩在柱脚底板与基础间产生的拉力。 我国钢结构设计规范（8.4.13条）是不允许锚栓抗剪的，剪力是剪力由柱底板与基础面之间的摩擦力抵抗，若摩擦力不足以抵抗剪力，则需在柱底板上焊接抗剪键以增大抗剪能力。
锚栓的一头埋入混凝土中，锚栓的长度是由设计确定的，埋入的长度要以混凝土对其的握裹力不小于其自身强度为原则，所以对于不同的混凝土标号和锚栓强度，所需最小埋入长度也不一样。
地脚螺栓（锚栓）的允许偏差，应按下表的要求执行。
项 目 螺栓（锚栓）露出长度 螺纹长度 允 许 偏 差 0.0 ~ + 30.0 0.0 ~ + 30.0 3
锚栓直径由构造确定，一般不小于M20；对于刚接柱脚，锚栓直径由计算确定, 一般不小于M30。
锚栓采用Q235或Q345钢制作，为了增加握裹力，对于Φ39以下锚栓，需将其下端弯成L型（弯钩式），弯钩的长度为4D；对于Φ39以上锚栓，因其直径过大不便于折弯，则在其下端焊接锚固板。 有的还在锚固板与地脚螺栓杆之间加焊四块加强肋。
常见地脚螺栓（锚栓）的锚固及构造，基本有下图的二种：
4、锚栓群的安装方法
每根钢柱所连接的地脚螺栓往往不是一条，一般为4、6、8、10、12等。所以，可将地脚螺栓先组成锚栓群，锚栓群是把地脚螺栓以圆钢、角钢或扁钢按螺栓的安装间距先焊组好，再进行预埋。
该方法的优点是锚栓群中的各地 脚螺栓之间的相互间距比较精准，但 因重量和体积大，调整锚栓群的轴线、 方向和锚栓群的标高比较费事。此外， 基础的钢筋必须在锚栓群先固定好后 再绑扎。好在轻型钢结构的柱基础通 常为柱下独立基础，基础只有在下层
4D 锚固螺栓 锚固螺栓 锚固板 3D
柱脚底板 调整螺母 柱底标高 D 双螺母并紧 方垫 螺纹长度 双螺母并紧 方垫 螺纹长度 柱底标高 D 柱脚底板 调整螺母 4
有钢筋。
如果在基础的上层也有钢筋时，螺 栓群的方法就比较麻烦，此时可以采用 钢模板的方法进行安装。先制作一块标 准螺栓孔的模板，将地脚螺栓用螺母挂 在模板上，再插入基础的钢筋层中，待 轴线、方向和标高进行调整好后，再将 每条地脚螺栓与基础的钢筋进行焊接定 位。此方法目前用得最多。但在基础进 行混凝土浇注捣固时容易移位。
采用模板进行地脚螺栓预埋时，在基础浇注混凝土的过程中必须派专人观察，一旦发现地脚螺栓有所移动，必须立即测量并纠正。以免影响钢柱安装时的精度
5、地脚螺栓的紧固力
地脚螺栓的紧固力，当设计有明确规定时，应按照设计的要求进行。 当设计没有规定时，可参考下表进行：
地脚螺栓的直径（mm） 30 36 42 48 56 64
三、柱脚的构造
1、刚接柱脚、铰接柱脚和固接柱脚
能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚，相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚。
刚接与铰接的区别在于是否能传递弯矩，在实际工程中，绝对刚接或绝对铰
5
紧固轴力（KN） 60 90 150 160 240 300 接都是不可能的，确切地说应该是一种半刚接半铰接状态，为计算方便，只能根据实际构造把柱脚看成接近刚接或铰接。
刚接或铰接柱脚关键取决于锚栓布置。
铰接柱脚一般采用两个锚栓(下图中的a)，以保证其充分转动，但有时考虑锚栓质量问题，若一个锚栓质量不保证，会对整个结构受力产生较大影响，所以为安全起见，也可布置四个锚栓(下图中的b)，但锚栓尽量接近，以保证柱脚转动。 刚接柱脚一般采用四个或四个以上锚栓连接(下图中的c)，图中采用六个锚栓，可以认为柱脚不能转动。 上面两种柱脚，构造简单，是工程上常用的柱脚型式，另外还有一种柱脚型式，即靴梁式柱脚(下图中的d)，这种柱脚可看成固接柱脚，由于柱脚有一定高度，使其刚度较好，能起到抵抗弯矩的作用，但这种柱脚制作麻烦，耗工耗材。 (a) 铰接(1) 是采用刚接柱脚或是采用铰接柱脚，是由设计根据建筑物的使用功能确定的。 其实，这两种柱脚很明显的区别就是对侧移的控制，如果结构需要对侧移控制较严，则采用刚接柱脚，例如有吊车荷载的情况，吊车荷载是动力荷载，对侧移比较敏感，而且侧移过大会造成吊车卡轨现象，此时应把柱脚设计成刚接柱脚，又如有楼层的结构，侧移过大会使人感觉不安全，左右晃动，而且还会使楼面装修材料开裂等等，这样结构柱脚应按固接设计。对工程上常见的门式刚架，柱脚
(b) 铰接(2) (c) 刚接(1) (d) 刚接(2) 6
通常设计成铰接；对地质情况较差地区，柱脚应考虑铰接，这样传至基础的内力仅为轴力和剪力，不存在弯矩，有利于基础设计，可以减少基础造价。 2、方垫的作用
为方便柱安装和调整，柱底板上锚栓孔为锚栓直径的1.5倍(下图中的a)，或直接在底板上开缺口(下图中的b)。底板上须设置方垫板，方垫板的尺寸一般为100×100，厚度根据计算确定，一般不小于16 mm。方垫板上开孔较锚栓直径大1～2mm，待安装、校正完毕后将垫板焊于底板上。
a：底板开锚栓孔
b：底板开缺口
在现场施工时，经常会提出这样一些问题：锚栓能否抗剪？方垫板是否要与底板焊牢？在施工时锚栓是否要拧紧的问题。
对于采用刚接的柱脚，柱脚的锚栓不得用于传递柱脚底部的水平反力，此水平反力应由底板与混凝土基础顶面间的摩擦力承受，摩擦系数可取0.4，当水平反力大于摩擦力时，应设置抗剪键，并将垫板与底板焊牢。
但轻钢结构的重量比较轻，摩擦系数为0.4时底板和混凝土之间产生的摩擦力很小，特别是在风吸力起控制作用时，底板与混凝土之间几乎不存在压应力，也即摩擦力几乎没有，在此情况下很难满足摩擦力抗剪的条件，很多结构须设抗剪键，但在实际工程中很少设抗剪键，也没有因此发生工程事故，可见锚栓也参与了抗剪。
但若设计时锚栓抗剪，一方面锚栓须满足强度要求，另一方面与锚栓相邻的混凝土应不发生局部承压破坏。问题就很复杂。
锚栓是否应该拧紧，这样有利于传力，这种说法是不十分正确的，对于目前常用的铰接柱脚，考虑锚栓传递剪力的情况，锚栓不应该拧得很紧，这样锚栓在方垫板开孔中产生微小滑动，使其与方垫板孔壁接触，而方垫板又与柱脚底板焊牢，从而起到传递剪力的目的。但对于固接柱脚，为保证弯矩传递须拧紧锚栓。
7
由于柱脚底板的锚栓孔是锚栓直径的1.5倍，目的是为方便柱安装和调整，但柱底有水平力时柱脚就会发生位移，影响了柱安装的精度。方垫板与柱脚底板焊牢后，使方垫板的孔与地脚螺栓之间仅有1.5～2mm的正常间隙，也就是说，方垫板起到了给钢柱二次定位的作用。因此，无论是铰接柱脚或是刚接的柱脚，都必须将方垫板与柱脚底板焊牢。
8
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容