Since entering the 1990s, the development of steel structure buildings in China has been very rapid, especially the completion of some iconic high-rise buildings representing the city, which has opened a new page for the development of steel structures in China. Sejak memasuki tahun 1990-an, pengembangan bangunan struktur baja di Cina telah sangat cepat, terutama penyelesaian beberapa bangunan tinggi ikon yang mewakili kota, yang telah membuka halaman baru untuk pengembangan struktur baja di Cina. For example, the 88-story, 420m-high Jin Mao Tower in Shanghai, which is the third tallest in the world, has been completed and is now in operation. Sebagai contoh, Menara Jin Mao setinggi 420 meter di Shanghai, yang merupakan tertinggi ketiga di dunia, telah selesai dan sekarang beroperasi. Shanghai Pudong World Financial Center, which is said to be the world 's highest height, has a 95-story 460m high and a building area of ​​310,000 m2. Pusat Keuangan Dunia Pudong Shanghai, yang dikatakan sebagai ketinggian tertinggi dunia, memiliki tinggi 95 lantai 460m dan luas bangunan 310.000 m2. Construction is now being stepped up. Konstruksi sekarang sedang ditingkatkan. The Dalian Presidential Building, which is invested by foreign investors, is being stepped up and is under construction, with a total of 95 floors. Dalian Presidential Building, yang diinvestasikan oleh investor asing, sedang ditingkatkan dan sedang dibangun, dengan total 95 lantai. After its completion, it is said that its height will be among the best in the world. Setelah selesai, konon tingginya akan menjadi yang terbaik di dunia.

The development of light steel structure is in full swing, especially in the construction of industrial plants. Pengembangan struktur baja ringan sedang berjalan lancar, terutama dalam pembangunan pabrik industri. It can be seen from the substantial increase in the number of steel structure manufacturing and construction companies. Hal ini dapat dilihat dari peningkatan substansial dalam jumlah perusahaan manufaktur dan konstruksi struktur baja. For example, Shanghai 's steel structure manufacturing and construction units have grown from dozens of originals to more than 400 at present, and Baosteel in Shanghai alone has Nearly one hundred steel structure manufacturing plants. Sebagai contoh, unit manufaktur dan konstruksi struktur baja Shanghai telah berkembang dari puluhan aslinya menjadi lebih dari 400 unit saat ini, dan Baosteel di Shanghai sendiri memiliki hampir seratus pabrik pembuatan struktur baja. Under the great situation, how to make good use of the situation and grasp the quality of design and construction is a very urgent issue at present. Di bawah situasi yang hebat, bagaimana memanfaatkan situasi dengan baik dan memahami kualitas desain dan konstruksi adalah masalah yang sangat mendesak saat ini. This article intends to give a brief introduction to the advantages of light steel structure, material selection and design points, plastic design and the use of web buckling strength and skin effect, which will help readers have a more comprehensive understanding of light steel structure. Artikel ini bermaksud untuk memberikan pengantar singkat tentang keuntungan struktur baja ringan, pemilihan bahan dan titik desain, desain plastik dan penggunaan kekuatan tekuk web dan efek kulit, yang akan membantu pembaca memiliki pemahaman yang lebih komprehensif tentang struktur baja ringan.

Industri struktur baja ringan dan ruang lingkup aplikasinya
Yang disebut struktur baja ringan biasanya mengacu pada struktur yang terdiri dari bahan baja berikut:

① cold-formed thin-walled steel structure; ① struktur baja berdinding tipis yang dibentuk dingin; ② hot-rolled light-weight steel structure; ② struktur baja ringan hot-rolled; ③ welded or high-frequency welded light-weight steel structure; ③ struktur baja ringan ringan yang dilas atau frekuensi tinggi; Structure composed of welded composite beams and welded composite columns. Struktur terdiri dari balok komposit las dan kolom komposit las.

1. Lingkup aplikasi
According to the current situation in China, this structure has been widely used in single-storey industrial plants, multi-storey industrial plants, office buildings, and non-load-bearing components in high-rise buildings due to its wide utility and obvious advantages. Menurut situasi saat ini di Cina, struktur ini telah banyak digunakan di pabrik industri satu lantai, pabrik industri multi-lantai, gedung perkantoran, dan komponen non-beban di gedung bertingkat tinggi karena utilitasnya yang luas dan keuntungan yang jelas . For single-storey industrial plants, usually H-shaped steel, welded connection is used as beam and column, C-shaped or Z-shaped light steel plate is used for purlin, roofing system or floor system is made of pressed color steel plate, and the top can be poured Concrete and profiled steel plates can be used as rebar, and can also be equipped with rebar if necessary. Untuk pabrik industri berlantai satu, biasanya baja berbentuk H, sambungan las digunakan sebagai balok dan kolom, pelat baja ringan berbentuk C atau Z digunakan untuk purlin, sistem atap atau sistem lantai terbuat dari pelat baja berwarna, dan bagian atas dapat dituangkan Beton dan pelat baja berprofil dapat digunakan sebagai rebar, dan juga dapat dilengkapi dengan rebar jika perlu. The wall enclosure can also be made of single-layer or sandwich-laminated steel plates, which can be filled with various insulation layers. Penutup dinding dapat juga terbuat dari pelat baja lapis tunggal atau berlapis sandwich, yang dapat diisi dengan berbagai lapisan insulasi.

2. Keuntungan utama
(1) Short construction period: the biggest advantage of light steel structure is that all components can be spliced ​​and installed on site by the factory. (1) Masa konstruksi yang singkat: keuntungan terbesar dari struktur baja ringan adalah bahwa semua komponen dapat disambungkan dan dipasang di lokasi oleh pabrik. It takes only 45d to 2 months for a small industrial plant, and 8 to 12 if reinforced concrete is used. Hanya dibutuhkan 45d hingga 2 bulan untuk pabrik industri kecil, dan 8 hingga 12 jika beton bertulang digunakan. About months. Sekitar bulan.
⑵Good comprehensive economic benefits: due to the short construction period, it can be put into use in advance to obtain investment benefits in advance; Benefits Manfaat ekonomi komprehensif yang baik: karena periode konstruksi yang singkat, dapat digunakan terlebih dahulu untuk memperoleh manfaat investasi di muka; more due to the use of brightly colored color profiled steel plates, which are beautiful and gorgeous, improving the dynamic sense of the surrounding environment; lebih karena penggunaan pelat baja profil berwarna yang berwarna cerah, yang indah dan cantik, meningkatkan rasa dinamis lingkungan sekitar; because the building itself has light weight In general, there is no need to make pile foundation, which can save investment; karena bangunan itu sendiri memiliki bobot yang ringan. Secara umum, tidak perlu membuat pondasi tiang pancang, yang dapat menghemat investasi; due to the use of polystyrene foam sandwich board or veneer plus insulation cotton and other measures, the effect of heat preservation, heat insulation and chapter insulation is good. karena penggunaan papan sandwich atau veneer busa polystyrene ditambah kapas isolasi dan langkah-langkah lain, efek pelestarian panas, insulasi panas dan insulasi bab baik. The color steel plate is made of galvanized as the substrate and silicone as the surface, processed by two-divided and two-baked, and the durability is also good. Pelat baja warna terbuat dari galvanis sebagai substrat dan silikon sebagai permukaan, diproses oleh dua-dibagi dan dua-panggang, dan daya tahan juga baik. According to the current market price in China, the cost of the light steel structure is already lower than that of the reinforced concrete structure. Menurut harga pasar saat ini di Cina, biaya struktur baja ringan sudah lebih rendah dari pada struktur beton bertulang. The greater the span of the plant, the more obvious its advantages, which is also a major advantage on which it relies on competition. Semakin besar rentang tanaman, semakin jelas keuntungannya, yang juga merupakan keunggulan utama yang menjadi sandaran kompetisi.
(3) Good seismic performance: Because the steel structure is a flexible structure and light weight, it can effectively reduce the earthquake response and disaster impact, which is very conducive to earthquake resistance. (3) Kinerja seismik yang baik: Karena struktur baja adalah struktur yang fleksibel dan ringan, maka secara efektif dapat mengurangi respons gempa dan dampak bencana, yang sangat kondusif untuk ketahanan terhadap gempa. China is a country with many earthquake areas. China adalah negara dengan banyak wilayah gempa. Steel structures should be widely used in the construction of earthquake areas, which can greatly reduce earthquake disasters and casualties. Struktur baja harus digunakan secara luas dalam pembangunan daerah gempa, yang dapat sangat mengurangi bencana dan korban gempa bumi. The painful lessons of the Tangshan earthquake should be remembered. Pelajaran menyakitkan dari gempa Tangshan harus diingat. At present, Tianjin has officially launched light steel structure housing. Saat ini, Tianjin telah secara resmi meluncurkan perumahan struktur baja ringan.
⑷ cocok untuk pembongkaran dan relokasi: sekali pemilik tidak puas dengan lokasi pabrik atau perubahan tak terduga di lingkungan eksternal, seluruh bangunan dapat dihancurkan dalam waktu singkat dengan kerugian minimal, dan semua ini tidak tersedia di bangunan beton bertulang.

Justru karena banyak keuntungan dari struktur baja ringan, dan dengan kemunculan produk-produk baru pencegahan kebakaran dan anti korosi dalam beberapa tahun terakhir, kekurangan ketahanan korosi yang buruk pada struktur baja ringan telah diselesaikan dengan lebih baik, sehingga diperoleh dalam industri tanaman dan fasilitas sipil Banyak digunakan.

Steel structure is generally divided into ordinary steel structure and light steel structure, and there is no obvious boundary between them. Struktur baja umumnya dibagi menjadi struktur baja biasa dan struktur baja ringan, dan tidak ada batas yang jelas di antara mereka. The calculation rules are the same. Aturan perhitungannya sama. The so-called light steel structure is generally a type of structure with a small structural load, a small structural rod and a thin wall thickness. Yang disebut struktur baja ringan umumnya adalah jenis struktur dengan beban struktural kecil, batang struktural kecil dan ketebalan dinding tipis. The main load-bearing structure is generally a portal steel frame, roof frame and net frame. Struktur penahan beban utama umumnya adalah rangka baja portal, rangka atap dan rangka jaring. Because the load acting on the light steel structure is small, the internal force generated by the structural effect is generally small, which makes the strength of the structure often not a problem. Karena beban yang bekerja pada struktur baja ringan kecil, gaya internal yang dihasilkan oleh efek struktural umumnya kecil, yang membuat kekuatan struktur sering tidak menjadi masalah. However, due to the small cross-section of the member and the small cross-sectional inertia, the structural As the stiffness also decreases, the overall and local stability of the structure becomes the main problem that must be paid attention to in the design. Namun, karena potongan melintang kecil dari anggota dan inersia cross-sectional kecil, struktur Karena kekakuan juga menurun, stabilitas keseluruhan dan lokal struktur menjadi masalah utama yang harus diperhatikan dalam desain. This is the characteristic of light steel structure. Ini adalah karakteristik struktur baja ringan. Knowing this feature, we can take corresponding measures, such as adding support and bracing to meet the slenderness ratio requirements of the rod, and adding stiffeners to meet the local stability of the component. Mengetahui fitur ini, kita dapat mengambil tindakan yang sesuai, seperti menambahkan dukungan dan menguatkan untuk memenuhi persyaratan rasio kelangsingan batang, dan menambahkan pengaku untuk memenuhi stabilitas lokal komponen.

A. Fitur struktur bingkai portal
Let's talk about our common portal frame structure. Mari kita bicara tentang struktur bingkai portal umum kita. The structure of the portal frame light-weight house is generally composed of the main frame and the supporting system. Struktur rangka portal rumah ringan umumnya terdiri dari bingkai utama dan sistem pendukung. The main frame includes: 1) the main load-bearing member-the portal frame; Kerangka utama meliputi: 1) anggota bantalan beban utama - bingkai portal; 2) the wall frame; 2) bingkai dinding; 3) the purlin, etc .; 3) purlin, dll; the supporting system includes: 1) Vertical support between rigid frame columns; sistem pendukung meliputi: 1) Dukungan vertikal antara kolom frame kaku; 2) Horizontal support between rigid frame beams; 2) Dukungan horisontal antara balok rangka yang kaku; 3) Rigid tie bars and braces; 3) Batang dan kawat pengikat yang kaku; 4) Corner bracing, etc .; 4) Penguat sudut, dll.;
Seperti dapat dilihat dari struktur di atas, sistem pendukung menempati sebagian besar, yang juga merupakan karakteristik dari struktur baja ringan.
The load acting on the portal frame house is generally: vertical load (structural weight, snow load, ash load), horizontal load (wind load, crane braking force), and seismic load (horizontal and vertical). Beban yang bekerja pada rumah rangka portal umumnya: beban vertikal (berat struktural, beban salju, beban abu), beban horizontal (beban angin, gaya pengereman crane), dan beban seismik (horizontal dan vertikal). Due to the light weight of the light steel structure, the response to earthquakes is also relatively light, which is very beneficial for earthquake resistance. Karena ringannya struktur baja ringan, respons terhadap gempa juga relatif ringan, yang sangat bermanfaat untuk ketahanan terhadap gempa.
B. Menilai apakah struktur tersebut cocok untuk struktur baja ringan
Whether is light steel can be determined according to the size of the structure under load and the type of structure. Apakah baja ringan dapat ditentukan sesuai dengan ukuran struktur di bawah beban dan jenis struktur. 1. Floor and roof structure system: if it is a reinforced concrete floor or roof slab, the light steel structure cannot be used when the load is large; 1. Sistem struktur lantai dan atap: jika ini adalah lantai beton bertulang atau pelat atap, struktur baja ringan tidak dapat digunakan ketika bebannya besar; 2. Crane load: if there is a large tonnage crane, it does not meet the requirements of light steel structure; 2. Beban derek: jika ada derek tonase besar, itu tidak memenuhi persyaratan struktur baja ringan; 3. Structural system: If the building is multi-story, or a relatively high single-story structure, it should not be designed according to light steel. 3. Sistem struktural: Jika bangunan bertingkat, atau struktur bertingkat satu yang relatif tinggi, tidak boleh dirancang sesuai dengan baja ringan.
C. "Peraturan teknis struktur baja ringan rangka rumah kaca kaku" CECS102: 2002 ruang lingkup aplikasi
Sangat cocok untuk kerangka portal web tunggal atau multi-bentang padat, dengan atap ringan dan dinding eksterior ringan, tidak ada derek jembatan atau hanya jembatan derek yang berfungsi sedang dan ringan dengan kapasitas angkat tidak lebih dari 20t atau struktur baja rumah berlantai satu dengan 3t derek gantung.
D. Peran setiap anggota bingkai portal
Portal type rigid frame, the various loads on the building are mainly borne by it and transferred to the foundation. Bingkai kaku tipe portal, berbagai muatan pada bangunan sebagian besar ditanggung dan dipindahkan ke pondasi. The connection between the rigid frame and the foundation has two forms: rigid connection and hinged connection. Koneksi antara rangka kaku dan pondasi memiliki dua bentuk: koneksi kaku dan koneksi berengsel. Generally, hinged connection should be used. Umumnya, sambungan berengsel harus digunakan. When the horizontal load is large, the house When the height is high or the rigidity is high, rigid connection can also be adopted. Ketika beban horisontal besar, rumah Ketika ketinggian tinggi atau kekakuan tinggi, koneksi kaku juga bisa diadopsi. The rigid frame column and the inclined beam are rigidly connected. Kolom bingkai kaku dan balok miring terhubung dengan kuat. The characteristic of the rigid frame is that the rigidity in the plane is large and the rigidity out of the plane is very small, which determines that it can bear the load parallel to the plane of the rigid frame when the horizontal load is acting, but it can't help the load of the vertical rigid frame. Karakteristik rangka kaku adalah bahwa kekakuan pada bidang besar dan kekakuan bidang sangat kecil, yang menentukan bahwa ia dapat memikul beban paralel dengan bidang rangka kaku ketika beban horisontal bekerja, tetapi tidak dapat membantu memuat frame kaku vertikal.

Rangka dinding terutama bertanggung jawab atas berat dinding dan beban horizontal (beban angin) yang bekerja di dinding, dan secara tidak langsung mentransmisikannya ke struktur utama.

Purlins, bear the roof load, and pass it to the frame. Purlins, tahan beban atap, dan berikan ke rangka. The purlins are also connected to each rigid frame by bolts, together with the wall frame beams and the rigid frame to form a spatial structure. Purlins juga terhubung ke masing-masing bingkai kaku dengan baut, bersama-sama dengan balok bingkai dinding dan bingkai kaku untuk membentuk struktur spasial.

Because the purlin and the wall frame beam are connected by bolts, the connection point is similar to the hinge, and because the slenderness ratio of the purlin and the wall frame beam is larger, under the action of parallel to the longitudinal load of the house, its transmission stiffness Limited, so it is necessary to set a certain number of rigid tie bars between the rigid frames of the roof. Karena purlin dan balok bingkai dinding dihubungkan dengan baut, titik koneksi mirip dengan engsel, dan karena rasio kelangsingan purlin dan balok bingkai dinding lebih besar, di bawah aksi paralel dengan beban longitudinal rumah. , Kekakuan transmisinya terbatas, sehingga perlu mengatur sejumlah batang pengikat kaku di antara rangka atap yang kaku. We just said that the rigidity outside the plane of the rigid frame is very small, so we must set up the inter-column support between the rigid frame columns and the horizontal support between the rigid frame beams to form a structure with sufficient rigidity; Kami baru saja mengatakan bahwa kekakuan di luar bidang rangka kaku sangat kecil, jadi kami harus menyiapkan dukungan antar kolom antara kolom rangka kaku dan dukungan horizontal antara balok rangka kaku untuk membentuk struktur dengan kekakuan yang cukup;

Karena kekakuan luar purlins dan bingkai dinding kecil, maka perlu untuk mengatur kawat gigi (meningkatkan dukungan) untuk mengurangi rasio kelangsingan dalam arah ini;

For rigid frame inclined beams, the upper flange is generally compressed, the lower flange is tensioned, and the upper chord is generally not unstable due to the purlin connection. Untuk balok miring rangka kaku, flensa atas umumnya dikompresi, flensa bawah dikencangkan, dan akor atas umumnya tidak stabil karena sambungan purlin. However, when the roof wind load is applied, the lower flange of the inclined beam may change its sign. Namun, ketika beban angin atap diterapkan, flensa bawah dari balok miring dapat mengubah tandanya. The pressure becomes unstable, so it is necessary to install the support. Tekanan menjadi tidak stabil, sehingga perlu untuk menginstal dukungan.

In addition, the portal frame and the foundation are connected by anchor bolts. Selain itu, bingkai portal dan pondasi dihubungkan dengan baut jangkar. When the shear force formed by the horizontal load is large, the bolts must bear these shear forces. Ketika gaya geser yang dibentuk oleh beban horizontal besar, baut harus menanggung gaya geser ini. We generally do not want the bolts to bear this part of the shear force. Kami umumnya tidak ingin baut untuk menanggung bagian dari gaya geser ini. It does not consider its role, but sets the shear key between the column foot of the rigid frame and the foundation to bear this part of the shear force. Ini tidak mempertimbangkan perannya, tetapi menetapkan kunci geser antara kaki kolom dari rangka kaku dan pondasi untuk menanggung bagian dari gaya geser ini.