轻钢结构厂房构造.pptx

12 12 轻钢结构厂房构造学习目标轻钢结构厂房构造学习目标1. 熟悉刚架和屋架的形式，了解相关节熟悉刚架和屋架的形式，了解相关节点的构造。点的构造。2. 熟悉轻型墙面、屋面的节点构造。熟悉轻型墙面、屋面的节点构造。3. 熟悉轻钢檩条的连接构造。熟悉轻钢檩条的连接构造。12 12 轻钢结构厂房构造学习重点轻钢结构厂房构造学习重点1. 轻型钢结构厂房的组成和形式。轻型钢结构厂房的组成和形式。2. 保温压型钢板墙面和屋面节点的构造。保温压型钢板墙面和屋面节点的构造。3. 檩条的类型和布置方式。檩条的类型和布置方式。4. 刚架的形式和节点的构造刚架的形式和节点的构造。 12 12 轻钢结构厂房构造轻钢结构厂房构造12.1 12.1 概概 述述 12.2 12.2 门式刚架门式刚架 12.3 12.3 屋屋 架架 12.4 12.4 檩檩 条条12.5 12.5 轻型围护结构轻型围护结构 12.1 12.1 概概 述述轻型钢结构是在普通钢结构的基础上发展起来的一种轻型钢结构是在普通钢结构的基础上发展起来的一种新型结构形式，它包括所有轻型屋面下采用的钢结构。新型结构形式，它包括所有轻型屋面下采用的钢结构。 与普通钢结构相比，有较好的经济指标。轻型钢结构与普通钢结构相比，有较好的经济指标。轻型钢结构不仅自重轻、钢材用量省、施工速度快，而且它本身不仅自重轻、钢材用量省、施工速度快，而且它本身具有较强的抗震能力，并能提高整个房屋的综合抗震具有较强的抗震能力，并能提高整个房屋的综合抗震性能。是目前工业厂房应用较广泛的一种结构。性能。是目前工业厂房应用较广泛的一种结构。 轻型钢结构由基础梁、柱、檩条、层面和墙体组成轻型钢结构由基础梁、柱、檩条、层面和墙体组成（图（图12-112-1）。）。单层轻型房屋一般采用门式刚架单层轻型房屋一般采用门式刚架( (图图12-2)12-2)、屋架、屋架( (图图12-3)12-3)和网架和网架( (图图12-4) 12-4) 为承重结构，其上设檩条、屋为承重结构，其上设檩条、屋面板面板( (或板檩合一的轻质大型屋面板或板檩合一的轻质大型屋面板) )，下设柱，下设柱( (对刚架对刚架则梁柱合一则梁柱合一) )、基础，柱外侧有轻质墙架，柱内侧可设、基础，柱外侧有轻质墙架，柱内侧可设吊车梁。吊车梁。 图图12-1 12-1 轻钢结构轻钢结构 图图12-2 12-2 门式刚架门式刚架图图12-3 12-3 屋架屋架图图12-4 12-4 网架网架12.2 12.2 门式刚架门式刚架12.2.1 12.2.1 刚架的形式及特点刚架的形式及特点: : 刚架结构是梁、柱刚架结构是梁、柱单元构件的组合体单元构件的组合体,应用较多的为单跨、双跨或应用较多的为单跨、双跨或多跨的单、双坡门式刚架多跨的单、双坡门式刚架 ,其形式见图其形式见图12-5。12.2.2 12.2.2 门式刚架节点构造门式刚架节点构造 12.2.2.1 12.2.2.1 横梁和柱连接及横梁拼接横梁和柱连接及横梁拼接 12.2.2.2 12.2.2.2 刚架柱脚刚架柱脚 12.2.2.3 12.2.2.3 牛腿牛腿 图图12-5 12-5 门式刚架的形式门式刚架的形式12.2.1 12.2.1 刚架的形式及特点刚架的形式及特点1 1、采用轻型屋面，不仅可减小梁柱截面尺寸，基础也、采用轻型屋面，不仅可减小梁柱截面尺寸，基础也相应减小。相应减小。 2 2、在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面，为长、在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面，为长坡面排水创造了条件。设中间柱可减小横梁的跨度，坡面排水创造了条件。设中间柱可减小横梁的跨度，从而降低造价。中间柱采用钢管制作的上下铰接摇摆从而降低造价。中间柱采用钢管制作的上下铰接摇摆柱，占空间小。柱，占空间小。 3 3、刚架的侧向刚度有檩条的支撑保证，省去纵向刚性、刚架的侧向刚度有檩条的支撑保证，省去纵向刚性构件，并减小翼缘宽度。构件，并减小翼缘宽度。 4 4、刚架可采用变截面，截面与弯矩成正比；变截面时、刚架可采用变截面，截面与弯矩成正比；变截面时根据需要可改变腹板的高度和厚度及翼缘的宽度，做根据需要可改变腹板的高度和厚度及翼缘的宽度，做到材尽其用。到材尽其用。 12.2.1 12.2.1 刚架的形式及特点刚架的形式及特点5 5、刚架的腹板可按有效宽度设计，即允许部分腹板失、刚架的腹板可按有效宽度设计，即允许部分腹板失稳，并可利用其屈曲后强度。稳，并可利用其屈曲后强度。 6 6、竖向荷载通常是设计的控制荷载，但当风荷载较、竖向荷载通常是设计的控制荷载，但当风荷载较大或房屋较高时，风荷载的作用不应忽视。在轻屋面大或房屋较高时，风荷载的作用不应忽视。在轻屋面门式刚架中，地震作用一般不起控制作用。门式刚架中，地震作用一般不起控制作用。7 7、支撑可做得较轻便。将其直接或用水平节点板连接、支撑可做得较轻便。将其直接或用水平节点板连接在腹板上，可采用张紧的圆钢。在腹板上，可采用张紧的圆钢。 8 8、结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高。构件、结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高。构件单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓相单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓相连，安装方便快速，土建施工量小。连，安装方便快速，土建施工量小。 12.2.2.1 12.2.2.1 横梁和柱连接及横梁拼接横梁和柱连接及横梁拼接 门式刚架横梁与柱的连接，可采用端板竖放门式刚架横梁与柱的连接，可采用端板竖放( (图图12-612-6a) a) 、端板斜端板斜放放( (图图12-612-6b) b) 和端板平放和端板平放( (图图12-612-6c) c) 。横梁拼接时宜使端板与构横梁拼接时宜使端板与构件外缘垂直件外缘垂直( (图图12-612-6d)d)。 12.2.2.2 12.2.2.2 刚架柱脚刚架柱脚 门式刚架轻型房屋钢结构的柱脚宜采用平板式铰接柱脚门式刚架轻型房屋钢结构的柱脚宜采用平板式铰接柱脚( (图图12-712-7a a、b b) )。当有必要时，也可采用刚性柱脚当有必要时，也可采用刚性柱脚( (图图12-712-7c c、d d) )。 12.2.2.3 12.2.2.3 牛腿牛腿 牛腿的构造见图牛腿的构造见图12-812-8。 12.3 12.3 屋屋 架架 12.3.1 屋架的结构形式屋架的结构形式 : 屋架的结构形式主要屋架的结构形式主要取决于所采用的屋面材料和房屋的使用要求。取决于所采用的屋面材料和房屋的使用要求。主要以三角形屋架、三角拱屋架和梭形屋架、主要以三角形屋架、三角拱屋架和梭形屋架、平坡梯形钢屋架为主平坡梯形钢屋架为主 ( (图图12-9)12-9)。轻型钢屋架轻型钢屋架与普通钢屋架在本质上无多大差别，两者的设与普通钢屋架在本质上无多大差别，两者的设计方法原则相同，只是轻型钢屋架的杆件截面计方法原则相同，只是轻型钢屋架的杆件截面尺寸较小，连接构造和使用条件稍有不同。尺寸较小，连接构造和使用条件稍有不同。 12.3.2 支座节点构造支座节点构造 ：图图12-1012-10是铰接梯形屋是铰接梯形屋架支座节点的两种典型做法架支座节点的两种典型做法 图12-9 轻型梯形钢屋架 图图12-10 12-10 梯形屋架铰接支座节点梯形屋架铰接支座节点 12.4 12.4 檩檩 条条 12.4.112.4.1檩条的形式：檩条宜优先采用实腹式构件，也檩条的形式：檩条宜优先采用实腹式构件，也可采用空腹式或格构式构件。檩条一般为单跨简支构可采用空腹式或格构式构件。檩条一般为单跨简支构件，实腹式檩条也可是连续构件。件，实腹式檩条也可是连续构件。 12.4.1.1 12.4.1.1 实腹式檩条实腹式檩条 12.4.1.2 12.4.1.2 空腹式檩条：空腹式檩条由角钢的上、下弦空腹式檩条：空腹式檩条由角钢的上、下弦和缀板焊接组成，其主要特点是用钢量较少，能合理和缀板焊接组成，其主要特点是用钢量较少，能合理地利用小角钢和薄钢板，因缀板间距较密，拼装和焊地利用小角钢和薄钢板，因缀板间距较密，拼装和焊接的工作量较大，故应用较少。接的工作量较大，故应用较少。 12.4.1.3 12.4.1.3 格构式檩条格构式檩条：格构式檩条可采用平面桁架式、格构式檩条可采用平面桁架式、空间桁架式及下撑式檩条。空间桁架式及下撑式檩条。 12.4.2 12.4.2 檩条的连接构造檩条的连接构造 12.4.1.1 12.4.1.1 实腹式檩条实腹式檩条1、槽钢檩条、槽钢檩条分普通槽钢檩条和轻型槽钢檩条两种。普通槽钢檩条分普通槽钢檩条和轻型槽钢檩条两种。普通槽钢檩条（图（图12-11a）；）；因型材的厚度较厚，强度不能充分发因型材的厚度较厚，强度不能充分发 挥，用钢量较大。轻型槽钢檩条虽比普通槽钢檩条有挥，用钢量较大。轻型槽钢檩条虽比普通槽钢檩条有 所改进，但仍不够理想。所改进，但仍不够理想。 2、高频焊接轻型、高频焊接轻型H型钢檩条；型钢檩条；高频焊接轻型高频焊接轻型H H型钢型钢 ( (以下简称以下简称“轻型轻型H H型钢型钢”) )系引进国外先进技术生产系引进国外先进技术生产的的 一种轻型型钢（图一种轻型型钢（图12-1112-11b b），），具有腹板薄、抗弯刚度具有腹板薄、抗弯刚度 好、两主轴方向的惯性矩比较接近，以及翼缘板平直好、两主轴方向的惯性矩比较接近，以及翼缘板平直 易于连接等优点。易于连接等优点。 12.4.1.1 12.4.1.1 实腹式檩条实腹式檩条 3、卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条：卷边槽形、卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条：卷边槽形(C形形)冷弯冷弯薄壁型钢檩条（图薄壁型钢檩条（图12-11c）的截面互换性大，应用普的截面互换性大，应用普遍，用钢量省，制造和安装方便。遍，用钢量省，制造和安装方便。 4、卷边、卷边Z形冷弯薄壁型钢檩条：分直卷边形冷弯薄壁型钢檩条：分直卷边Z形（图形（图12-11d）和斜卷边和斜卷边Z形（图形（图12-11e）。）。它的主平面它的主平面x轴的刚轴的刚度大，用作檩条时挠度小，用钢量省，制造和安装方度大，用作檩条时挠度小，用钢量省，制造和安装方便。斜卷边便。斜卷边Z形钢存放时还可叠层堆放，占地少。当屋形钢存放时还可叠层堆放，占地少。当屋面坡度较大时，这种檩条的应用较为普遍。面坡度较大时，这种檩条的应用较为普遍。图图12-11 12-11 实腹式檩条实腹式檩条 12.4.2 12.4.2 檩条的连接构造檩条的连接构造 12.4.2.1 12.4.2.1 檩条在屋架檩条在屋架( (刚架刚架) )上的布置和搁置上的布置和搁置 12.4.2.2 12.4.2.2 檩条与屋面的连接檩条与屋面的连接 檩条与屋面应可靠连接，以保证屋面能起檩条与屋面应可靠连接，以保证屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转的作用，这对一般不阻止檩条侧向失稳和扭转的作用，这对一般不需验算整体稳定性的实腹式檩条尤为重要。需验算整体稳定性的实腹式檩条尤为重要。 檩条与压型钢板屋面的连接，宜采用带橡檩条与压型钢板屋面的连接，宜采用带橡胶垫圈的自攻螺钉。胶垫圈的自攻螺钉。 12.4.2.3 檩条的拉条和撑杆檩条的拉条和撑杆：互相采用螺栓连互相采用螺栓连接。接。 12.4.2.1 12.4.2.1 檩条在屋架檩条在屋架( (刚架刚架) )上的布置和搁置上的布置和搁置1、为使屋架上弦杆不产生弯矩，檩条宜位于屋架上弦、为使屋架上弦杆不产生弯矩，檩条宜位于屋架上弦节点处。当采用内天沟时，边檩应尽量靠近天沟。节点处。当采用内天沟时，边檩应尽量靠近天沟。 2、实腹式檩条的截面均宜垂直于屋面坡面。对槽钢、实腹式檩条的截面均宜垂直于屋面坡面。对槽钢和和Z形钢檀条，宜将上翼缘肢尖形钢檀条，宜将上翼缘肢尖(或卷边或卷边)朝向屋脊方向，朝向屋脊方向，以减小屋面荷载偏心而引起的扭矩。以减小屋面荷载偏心而引起的扭矩。 3、桁架式檩条的上弦杆宜垂直于屋架上弦杆，而腹、桁架式檩条的上弦杆宜垂直于屋架上弦杆，而腹杆和下弦杆宜垂直于地面。杆和下弦杆宜垂直于地面。 4、脊檩方案：实腹式檩条应采用双檩方案，屋脊檩、脊檩方案：实腹式檩条应采用双檩方案，屋脊檩条可用槽钢、角钢或圆钢相连，见图条可用槽钢、角钢或圆钢相连，见图12-13。桁架式檩。桁架式檩条在屋脊处采用单檩方案时，虽用钢量较省，但檩条条在屋脊处采用单檩方案时，虽用钢量较省，但檩条型号增多，构造复杂，故一般以采用双檩为宜。型号增多，构造复杂，故一般以采用双檩为宜。图图12-13 12-13 脊檩方案脊檩方案( (双檩双檩) ) 12.5 12.5 轻型围护结构轻型围护结构 12.5 12.5 轻型围护结构轻型围护结构: :轻型钢结构常采用的墙面和屋面轻型钢结构常采用的墙面和屋面材料有：压型钢板、太空板、石棉水泥瓦和瓦楞铁等材料有：压型钢板、太空板、石棉水泥瓦和瓦楞铁等几种。几种。 12.5.1.1 12.5.1.1 压型钢板压型钢板 12.5.1.2 12.5.1.2 太空板太空板 12.5.1.3 12.5.1.3 加气混凝土屋面板加气混凝土屋面板 12.5.2 12.5.2 压型钢板墙面和屋面节点构造压型钢板墙面和屋面节点构造12.5.2.1 12.5.2.1 轻型彩色涂色压型钢板墙面节点构造轻型彩色涂色压型钢板墙面节点构造12.5.2.2 12.5.2.2 轻型彩色涂层压型钢板屋面节点轻型彩色涂层压型钢板屋面节点 12.5.1.1 12.5.1.1 压型钢板压型钢板压型钢板是目前墙面和轻型屋面有檩体系中应用最广泛的屋面材压型钢板是目前墙面和轻型屋面有檩体系中应用最广泛的屋面材料，采用热镀锌钢板或彩色镀锌钢板，经辊压冷弯成各种波型，料，采用热镀锌钢板或彩色镀锌钢板，经辊压冷弯成各种波型，具有轻质、高强、美观、耐用、施工简便、抗震、防火等特点。具有轻质、高强、美观、耐用、施工简便、抗震、防火等特点。单层板的自重为单层板的自重为0.100.18kNm2，当有保温隔热要求时，可采当有保温隔热要求时，可采用双层板用双层板(两层钢板中间夹超细玻璃纤维棉、岩棉或聚氨脂等保温两层钢板中间夹超细玻璃纤维棉、岩棉或聚氨脂等保温层层)，双层板可分两大类，双层板可分两大类,第一类松散组合体系由外到内依次为外第一类松散组合体系由外到内依次为外层板、压型钢板、玻璃棉毯、铝薄布、檩条、内层压型钢板，其层板、压型钢板、玻璃棉毯、铝薄布、檩条、内层压型钢板，其中内层可有可无，视装饰要求定。第二层为复合板体系，即将金中内层可有可无，视装饰要求定。第二层为复合板体系，即将金属复合板直接固定到檩条上，复合板是用彩色涂钢板做面层，聚属复合板直接固定到檩条上，复合板是用彩色涂钢板做面层，聚氨酯和聚苯乙烯泡沫做夹心材料，通过特定的生产工艺复合而成氨酯和聚苯乙烯泡沫做夹心材料，通过特定的生产工艺复合而成的隔热、保温夹心板。屋面全部荷载标准值的隔热、保温夹心板。屋面全部荷载标准值(包括活荷载包括活荷载)一般不一般不超过超过1.0kNm2。12.5.1.2 12.5.1.2 太空板太空板 太空板是以高强水泥发泡工艺制成的人工轻石为芯材，太空板是以高强水泥发泡工艺制成的人工轻石为芯材，以玻璃纤维网以玻璃纤维网(或纤维束或纤维束)增强的上下水泥面层及钢增强的上下水泥面层及钢(或或混凝土混凝土)边肋复合而成的新型轻质墙面和屋面板材，具边肋复合而成的新型轻质墙面和屋面板材，具有刚度好、强度高、延性好等特点，有良好的结构性有刚度好、强度高、延性好等特点，有良好的结构性能和工程应用前途。其自重为能和工程应用前途。其自重为O.450.85 kN/m2，屋屋面全部荷载标准值面全部荷载标准值(包括活荷载包括活荷载)一般不超过一般不超过1.5kN/m2。太空板属板檩合一构件，在安装时，一般不需另设檩太空板属板檩合一构件，在安装时，一般不需另设檩条，板与板之间留条，板与板之间留10mm的装配缝，嵌缝建议使用防水的装配缝，嵌缝建议使用防水油膏。太空板上可直接铺设防水卷材，不需另设保温油膏。太空板上可直接铺设防水卷材，不需另设保温层及找平层，防水卷材宜使用橡塑防水卷材。太空板层及找平层，防水卷材宜使用橡塑防水卷材。太空板常用尺寸为常用尺寸为3m3m、1.5m6m和和3m6m。12.5.1.3 12.5.1.3 加气混凝土屋面板加气混凝土屋面板 加气混凝土屋面板自重加气混凝土屋面板自重0.750.751.01.0kN/mkN/m2 2，是一是一种承重、保温和构造合一的轻质多孔板材，以种承重、保温和构造合一的轻质多孔板材，以水泥水泥( (或粉煤灰或粉煤灰) )、矿渣、砂和铝粉为原料，经、矿渣、砂和铝粉为原料，经磨细、配料、浇筑、切割并蒸压养护而成，具磨细、配料、浇筑、切割并蒸压养护而成，具有质量轻、保温效能好、吸声好等优点。因系有质量轻、保温效能好、吸声好等优点。因系机械化生产，板的尺寸准确，表面平整，一般机械化生产，板的尺寸准确，表面平整，一般可直接在板上铺设卷材防水，施工方便。可直接在板上铺设卷材防水，施工方便。 12.5.2.1 12.5.2.1 轻型彩色涂色轻型彩色涂色压型钢板墙面节点构造压型钢板墙面节点构造 1 1、单块墙板的构造、单块墙板的构造( (图图12-14)12-14) 2 2、墙面板的连接构造、墙面板的连接构造( (图图12-15)12-15) 3、墙面板的转角构造、墙面板的转角构造( (图图12-16)12-16) 4、墙身的窗洞口构造、墙身的窗洞口构造( (图图12-17)12-17) 图图12-14 12-14 TRQB TRQB 墙板墙板 图图12-15 12-15 墙板连接构造墙板连接构造 图图12-16 12-16 墙板的转角构造墙板的转角构造 图图12-17 12-17 墙身窗洞口构造墙身窗洞口构造 12.5.2.2 12.5.2.2 轻型彩色涂层轻型彩色涂层压型钢板屋面节点压型钢板屋面节点 1 1、挑檐檐口节点、挑檐檐口节点 挑檐檐口节点挑檐檐口节点( (图图12-18)12-18) 2、内天沟节点、内天沟节点端部内天沟节点见图端部内天沟节点见图12-19，中间天沟节点见图，中间天沟节点见图12-20。3 、屋脊节点、屋脊节点(图图12-21)4 、女儿墙泛水节点、女儿墙泛水节点(图图12-22)12-22)5、变形缝节点、变形缝节点 平屋面变形缝节点见图平屋面变形缝节点见图12-23；高低跨变形缝；高低跨变形缝节点见图节点见图12-24。图图12-18 12-18 挑檐檐口节点挑檐檐口节点 图图12-19 12-19 内天沟节点内天沟节点-(-(端部内天沟端部内天沟) )图图12-20 12-20 内天沟节点二内天沟节点二( (中间内天沟中间内天沟) )图图12-21 12-21 屋脊构造屋脊构造 图图12-22 12-22 女儿墙泛水节点构造女儿墙泛水节点构造 图图12-23 12-23 平屋面变形缝节点平屋面变形缝节点 图图12-24 12-24 高低跨变形缝节点高低跨变形缝节点复习思考题复习思考题1. 单层轻型钢结构的主要承重结构有哪些单层轻型钢结构的主要承重结构有哪些?2. 轻钢结构的轻型屋面主要有哪几类轻钢结构的轻型屋面主要有哪几类?3. 轻钢结构常用檩条的材料有哪些轻钢结构常用檩条的材料有哪些?构造如何构造如何?4. 门式刚架、屋架的节点构造如何门式刚架、屋架的节点构造如何?5. 彩色涂层保温压型钢板屋面节点构造如何？彩色涂层保温压型钢板屋面节点构造如何？