本科生毕业设计开题报告
设计课题：轻钢结构特点以及发展趋势
设计课程的意义
我国实行改革开放政策以来，伴随国家经济发展的主旋律，轻钢结构建筑也在中国建筑领域一枝独秀 得到迅猛发展。一方面已建成了大量的轻钢结构建筑，另一方面也成长了一大批较有规模的轻钢结构建设企业，并且在技术领域逐步形成了具有中国特色的轻钢结构建筑体系。二十年来，国内轻钢结构建筑体系从无到有，从简单到复杂，从引进国外技术到消化吸收、开发自己的轻钢结构体系，已经积累了大量的经验，取得了相当可观的成绩。
轻钢结构的发展，特别在工业厂房的建设中则更为迅猛。从钢结构制造加施工企业数量的大幅增长就可窥见一斑，如上海市的钢结构制造和施工单位已由原来的几十家一下子发展到现在的400多家，单上海的宝钢地区就有近百家的钢结构制造厂。
二十年来，国内轻钢结构建筑体系从无到有，从简单到复杂，从引进国外技术到消化吸收、开发自己的轻钢结构体系，已经积累了大量的经验，取得了相当可观的成绩。但与国外先进水平相比较，仍有不小的差距。
一、设计的主要特点
（一）轻钢结问及其适用范围
所谓轻钢结构通常是指由下列钢材所构成的结构：①冷弯薄壁型钢结构；②热轧轻型钢结构；③焊接或高频焊接轻型钢结构；④轻型钢管结构；⑤板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。
1. 适用范围
根据我国目前情况来看，这种结构由于其用度广、优势明显，已大量应用于单层工业厂
房、多层
工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。对单层工业厂房而言，通常以H型钢，采用焊接连接作为梁柱，以C形或Z形轻钢板作檩条，屋盖系统或楼面系统用压型彩色钢板作面层，上面可浇混凝土，压型钢板既可作为钢筋，必要时也可以再配钢筋。墙面围护也可采用单层或夹层压型钢板，夹层板内部可充填各种保温层。
2．主要优点
⑴施工周期短：轻钢结构的最大优点是所有构件均可以由工厂制作现场拼接安装，对一般规模较小的工业厂房仅需45d至2个月，而若采用钢筋混凝土建筑则要8～12个月左右。
⑵综合经济效益好：由于施工周期短，可以提前投入使用，提前获取投资效益；更由于采用色彩鲜艳的彩色压型钢板，美观华丽，改善了周边环境的动态感；因为建筑物本身的自重轻，一般情况下不需要做桩基，可以节省投资；由于采用了聚苯已烯泡沫夹心板或单板加保温棉等措施后，使保温、隔热和隔章等效果良好。彩色钢板是以镀锌为基板又用硅酮作为表面，经两除两烘加工而成，耐久性也较好，根据目前我国的市场价格，轻钢结构的造价已经低于钢筋混凝土结构，当厂房的跨度越大时，其优势更为明显，这也是它赖以竞争的一大优势。
⑶抗震性能好：由于钢结构属于柔性结构、自重轻，因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度，极有利于抗震。我国是一个多地震区国家，在地震区建筑中应多多推广应用钢结构，必可大大减少地震灾害和人员伤亡。唐山地震的惨痛教训应予记起。目前，天津市已正式启动轻钢结构住宅。
⑷宜于拆卸搬迁：一旦业主对所造厂址不满意或外界环境发生意想不到的变化，则整个建筑可在很短时间内拆迁，损失极小，而所有这些是钢筋混凝土建筑所无法具备的。
正是由于轻钢结构的诸多优点，而且随着近年来防火、防腐新产品的不断出现，已较好地解决了轻钢结构抗腐蚀性差的缺点，使得它在工业厂房以及民用设施中获得了广泛的应用。
（二）轻钢结构与其他结构的建筑比较
轻钢结构建筑的主要材料是钢结构框架辅以彩色金属压型钢板，由于其框架结构以门式刚架为主，因此，其建筑表现是以门式刚架为基础进行衍化。从总体上说，轻钢结构建筑以简捷明快的特点得到社会各界认 可。按目前的情况分析，国内外企业所承建的建筑在建筑表现上其差距主要有以下三个方面：
1．建筑设计理念上的差距
从本质上讲，轻钢结构的建筑设计仍然执行现行的各种建筑规范，与混凝土建筑没有本质的区别。但其建筑理念由于使用材料的特殊性，确有与混凝土不同的地方，进而使其建筑表现出多种差别。
2．建筑表现形式的差距
轻钢结构建筑的建筑表现主要有以下四个方面的特征，即规模、线条、色彩和变化。在这四个方面，我们都不同程度的存在差距。
（1）建筑规模：国外企业设计的轻钢结构建筑在建筑规模的表现上，表现得相当出色，特别是一脊双玻或带女儿墙的大跨度轻钢结构建筑，具有恢弘的建筑气势。这种用建筑规模表现建筑风格的作品，出自国内企业 之手的，目前还不多见。
（2）金属压型钢板的线条：线条是表现轻钢结构建筑的风格最独特的特征，这种匀称的线条，或横或纵，使得轻钢结构建筑富有流畅的金属质感，与传统的混凝土建筑相比较形成极大的反差，体现了强烈的现代工业的 气息。但国内企业建筑往往在不经意间破坏了这种线条，而使得建筑物整体形象呆板、呆滞。
墙面采光窗的不合理设置，是破坏这种线条的主要原因。如前所述，国内设计多是采用先建筑设计结构设 计的方式。建筑设计时，为了考虑建筑采光，在墙面设置了大量的采光窗。这种采光窗虽然满足了采光的 需要，但在建筑上却破坏了墙面的线条造型。其实，轻钢结构建筑，由于可以大量使用屋面采光板采光，从而减少墙面开窗的数量，这样就可以非常有效地既保证建筑采光又不破坏墙板的线条。
另外，墙板的线条在板型方面，我们也有差距，这也是影响线条造型的又一个重要因素。
（3）建筑色彩：多种色彩的金属压型钢板使得轻钢结构建筑表现得丰富多彩，特别是大使用跳跃性色彩和冷色调，可以给人一种明显区别于传统建筑的耳目一新的感觉。色彩的表现包括两个部分，一部分是屋面、墙面 板的色彩表现，另一部分是收边泛水等饰件的色彩表现。国内企业多选择白色、兰色、红色，很少选择褐色 黑色、以及多种色彩组合。这既有社会群体审美意识的趋向问题，也有国内自己生产的板材色彩单调的问题， 还有设计工程师建筑审美问题，更有业主主观武断的问题。
（4）建筑变化：国外企业设计的规模较小的建筑在追求建筑风格方面，多借鉴小规模混凝土建筑的建筑风格，包括混凝土建筑的装修装饰表现方法。虽然规模小，但多富变化，使得小规模建筑表现出灵动的建筑风格。而 国内企业，基本是方形建筑，确实缺少变化。
3． 建筑装饰表现的差距
轻钢结构建筑由于使用材料的原因，其装饰效果远比混凝土建筑丰富，这也是轻钢结构建筑更具表现力的主要原因之一轻钢结构建筑的装饰物一般具有双重功能的特点，既有使用功能，又有装饰功能。比如外天沟， 它既是天沟有组织排水的功能，又是建筑屋檐重要的装饰物。其他如雨蓬、落水管、收边、泛水等，都是如此。
二、研究方法及课前准备
本次毕业设计要用的学习知识：工程力学、结构力学、结构力学、程序结构力学、土木
工程施工、钢结构设计原理、建筑制图
本次需要的应用软件：AutoCAD、PKPM
三、研究结果及应用
当前，我国钢结构（含轻钢结构）发展的形势很好，我国钢结构年产已超过1亿t，可以预言，21世纪将是钢结构快速发展时期，长期以来，由混凝土结构、砌体结构一统天下的格局将被打破，从事钢结构制造、施工企业前景宽阔，各建筑设计院也面临着新的机遇和挑战。但是，以下几点仍需各方加以重视。
1．应加大推广钢结构建筑的宣传力度
目前，钢结构行业的竞争非常激烈。这种竞争，不仅来自于各行业，、各企业之间，更重要的还来自于钢结构和钢筋混凝土结构这两种建筑之间的竞争。日本等发达国家，钢结构建筑要占整个建筑的50%以上，而我国只占5%还不到。差距甚远
2．推广应用住宅钢结构应提到重要位置
建筑钢结构虽然发展很快，但在住宅领域还是空白。全国每年要建数千万平方米的住宅建筑，但采用钢结构的几乎没有。当然这和我国传统思想、观念以及对钢结构的认识偏差有关。
3．应积极提高各钢结构制造、施工企业、设计院所等技术人员的业务水平
我国在较长的一段时间内，由于钢结构使用很少，各设计院所、建筑企业大多从事单一的混凝土结构工程的设计和施工。
4．发展钢结构要在政策上给予支持和倾斜
这种政策性的扶植应包括：在钢结构技术的发展上应将其纳入国家建筑技术发展规划并在科研项目、经费等方面予以重点支持；对于钢结构的住宅建筑，在土地征用、税收等方面予以优惠，以降低建设成本，使其更具市场竞争力；大力推广使用国产钢材以此和钢铁生产企业形成良性循环。
四、本次毕业设计计划
本课题研究周期为2018年3月到5月（6月分前全部结束），时间为11周到13周
1实习、调研、收集资料 1周
2建筑设计 3周
3结构设计 9周
4外文翻译 1周
5机动、答辩 2周
