轻钢结构建筑是一种以轻型钢材为主要承重构件的建筑形式，具有自重轻、施工速度快、造型美观等优点。
一、结构体系设计
承重体系选择
门式刚架体系：适用于单层厂房、仓库等，具有跨度大、构造简单的特点，梁柱节点多为刚接，可有效抵抗水平荷载。
框架体系：多层轻钢结构常用，通过梁柱组成框架承受竖向和水平荷载，需合理布置抗侧力构件（如支撑、剪力墙）。
支撑系统设计
水平支撑：布置在屋盖和楼盖处，增强结构水平刚度，常用交叉式、门式支撑。
垂直支撑：设置在柱间，防止柱子平面外失稳，一般位于温度区段两端或中部。
节点设计
节点应保证强度、刚度和延性，常见节点形式包括刚接节点（如梁柱节点采用螺栓连接或焊接）、铰接节点（如柱脚铰接）。
节点构造需便于加工和安装，避免应力集中。
二、荷载与内力计算
荷载取值
永久荷载：包括结构自重、围护结构重量等，轻钢结构自重较轻，需精确计算。
可变荷载：如屋面活荷载、雪荷载、风荷载，需根据建筑使用功能和所在地区规范取值（如《建筑结构荷载规范》GB 50009）。
特殊荷载：若有吊车、设备等，需考虑其动力荷载和局部荷载影响。
内力分析
采用空间结构分析软件（如 PKPM、SAP2000）进行计算，考虑结构的整体受力和变形，重点关注构件的强度、稳定性和刚度。
对风荷载和地震作用敏感，需进行水平荷载作用下的内力和位移验算。
三、构件设计
钢梁设计
常用截面形式：H 型钢、冷弯薄壁型钢（如 C 型、Z 型），根据跨度和荷载选择合适截面。
验算内容：强度、刚度（挠度）、整体稳定和局部稳定，对于组合截面，需验算腹板和翼缘的局部稳定。
钢柱设计
截面形式：H 型钢、圆管、方管等，需考虑长细比影响，避免失稳。
验算内容：抗压强度、整体稳定（弯曲失稳、弯扭失稳）、刚度，柱脚设计需满足锚固和传力要求。
檩条与墙梁设计
采用冷弯薄壁型钢（C 型、Z 型），檩条间距根据屋面板材料确定，墙梁间距需考虑墙面材料的承载力。
验算内容：强度、刚度、整体稳定和扭转屈曲，檩条需考虑屋面坡度引起的扭矩。
四、围护结构设计
屋面系统
材料选择：彩钢板、金属保温板等，需满足防水、保温、隔热要求。
构造设计：屋面坡度一般不小于 5%，设置天沟、落水口等排水设施，避免积水。
墙面系统
常用材料：彩钢板、轻质混凝土板、金属幕墙等，需考虑墙面的美观、隔音和防火性能。
连接方式：墙面材料通过连接件与墙梁固定，需保证连接牢固，防止风荷载作用下脱落。
五、基础设计
基础形式
常用独立基础、条形基础，当地基承载力较低时可采用桩基础。
基础设计需考虑结构自重轻、水平荷载（风、地震）影响大的特点，保证基础的抗倾覆和抗滑移能力。
基础与上部结构连接
柱脚与基础的连接分为铰接和刚接，铰接柱脚采用锚栓固定，刚接柱脚需考虑弯矩传递，锚栓布置需满足计算要求。
六、防火与防腐设计
防火设计
根据建筑耐火等级要求，对钢结构构件采取防火保护措施，如涂刷防火涂料、包裹防火板等，确保构件在火灾下的承载力维持时间。
防腐设计
钢材表面进行除锈处理，涂刷防腐涂料（如底漆、中间漆、面漆），涂层厚度根据环境腐蚀等级确定，对于潮湿或腐蚀性环境，需加强防腐措施。
七、温度变形与抗震设计
温度区段划分
当建筑长度超过规范限值时，设置温度伸缩缝，减少温度变形引起的结构内力。
抗震设计
按所在地区抗震设防烈度进行设计，通过合理布置支撑、控制结构刚度均匀性等措施，提高结构的抗震性能，保证 “小震不坏、中震可修、大震不倒”。
八、施工与安装要求
构件加工
构件制作需符合设计精度要求，冷弯薄壁构件需控制加工成型后的残余应力，焊接构件需保证焊缝质量。
现场安装
制定合理的安装顺序，先安装主要承重构件，再安装次构件和围护结构，确保安装过程中结构的稳定性，避免因安装误差导致构件内力改变。
九、经济性与美观性
经济性
优化结构布置，减少钢材用量，选择经济合理的构件截面和节点形式，降低造价。
美观性
结合建筑功能和造型要求，合理设计钢结构外露部分的外观，如屋面曲线、立面线条等，满足建筑美观需求。
