学习单元5-彩钢屋面及围护结构施工课件.ppt
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1、钢结构工程施工教学课件,学习情境六 钢结构工程施工单元5 彩钢屋面及围护结构施工,彩钢屋面及围护结构施工,课件目录,屋面结构系统及其连接构造檩条、墙檩和檐口檩条构成轻型钢结构建筑的次结构系统。一方面,它们可以支承屋面板和墙面板,将外部荷载传递给主结构;另一方面,它们可以抵抗作用在结构上的部分纵向荷载,比如纵向的风荷载,地震作用等;此外,它们也作为主结构的受压翼缘支撑而成为结构纵向支撑体系的一部分。檩条是构成屋面水平支撑系统的主要部分;墙檩则是墙面支撑系统中的重要构件;檐口檩条位于侧墙和屋面的接口处,对屋面和墙面都起到支撑的作用。,6.5.1 基础知识学习,屋面结构系统及其连接构造除柱距较大的结
2、构需采用热轧工字钢外,轻型门式刚架的檩条,墙檩以及檐口檩条一般都采用带卷边的槽形和Z形(斜卷边或直卷边)截面的冷弯薄壁型钢,如图。屋面檩条的布置和构造轻型门式刚架的檩条构件可以采用C型冷弯卷边槽钢和Z型带斜卷边或直卷边的冷弯薄壁型钢。构件的高度一般为140250mm,厚度1.42.5mm。冷弯薄壁型钢构件一般采用Q235或Q345,大多数檩条表面涂层采用防锈底漆,也有采用镀铝或镀锌的防腐措施。,6.5.1 基础知识学习,屋面檩条的布置和构造,墙面檩条的构造与布置墙面檩条的布置与屋面檩条的布置有类似的考虑原则。墙檩的布置首先应考虑门窗、挑檐、遮雨蓬等构件和围护材料的要求,综合考虑墙板板型和规格,
3、以确定墙檩间距。墙檩的跨度取决于主刚架的柱距。当柱距过大,引起墙檩使用不经济时,可设置墙架柱。墙檩的放置方式一般与门窗匹配。墙檩与主刚架柱的相对位置一般有两种。图1.60显示的是穿越式,墙檩的自由翼缘简单地与柱子外翼缘螺栓连接或檩托连接,根据墙檩搭接的长度来确定墙檩是连续的还是简支的。,屋面结构系统及其连接构造,墙面檩条的构造与布置图1.61显示的是平齐式,即通过连接角钢将墙檩与柱子腹板相连,墙檩外翼缘基本与柱子外翼缘平齐。采用平齐式的墙檩布置方式,墙檩与主钢架柱简单地用节点板铰接方式相连,檐口檩条不需要额外的节点板,基底角钢与柱外缘平齐减少了基础的宽度。,辅助结构构造 轻型钢结构的辅助结构系
4、统包括挑檐、雨篷、吊车梁、牛腿、楼梯、栏杆、检修平台和女儿墙等,它们构成了轻型钢结构完整的建筑和结构功能。雨篷和挑檐构造1、雨篷钢结构雨篷同钢筋混凝土结构雨篷一样,按排水方式可分为有组织排水和自由落水两种。钢结构雨篷的主要受力构件为雨篷梁,其常用的截面形式有轧制普通工字钢、槽钢、H型钢、焊接工字形截面等,当雨篷的造型为复杂的曲线时亦可选用矩形管或箱形截面等。,6.5.1 基础知识学习,1、雨篷在轻型门式刚架结构中,雨篷宽度通常取柱距,即每柱上挑出一根雨篷梁,雨篷梁间通过C型钢连接形成平面。挑出长度通常为1.5m或更大,视建筑要求而定。雨篷梁可做成等截面或变截面,截面高度应按承载能力计算确定。通
5、常情况下雨篷梁挑出的长度较小,按构造做法,其截面做成与其相连的C型钢截面同高:当柱距为6m时,连接雨篷梁的C型钢为16,雨篷梁亦取16槽钢;当柱距为9m时,连接雨篷梁的C型钢为24,雨篷梁取25槽钢;有组织排水的雨篷可将天沟设置在雨篷的根部或将天沟悬挂在雨篷的端部,雨篷四周设置凸沿,以便能有组织的将雨水排入天沟内。,1、雨篷图1.621.64为几种常见雨篷的做法。,常见雨篷,2、挑檐在轻型门式刚架厂房结构中,通常将天沟(彩钢或不锈钢)放置在挑檐上,形成外天沟。挑檐挑出构件的间距取柱距,即挑出构件作为主刚架的一部分,挑出构件之间由C型钢檩条连接,。图1.65所示为典型的挑檐构造。,雨篷和挑檐构造
6、,2、挑檐挑檐柱承受C型钢墙梁传递轻质墙体的竖向荷载和风荷载,挑檐梁主要承受考虑天沟积水满布荷载或积雪荷载。挑檐各构件(挑檐柱、挑檐梁)截面通常采用轧制工字钢或高频H型钢,截面大小由承载力计算确定。挑檐计算简图如图1.66所示,将挑檐柱和挑檐梁示作一个整体,端部与刚架柱固接,即作为悬臂构件计算。通常情况下轻钢厂房结构的挑檐所承受的荷载较小,截面多选择200高的高频焊接H型钢。,雨篷和挑檐构造,吊车梁和牛腿构造1、吊车梁概述直接支承吊车轮压的受弯构件有吊车梁和吊车桁架,一般设计成简支结构。吊车梁有型钢梁、组合工字形梁及箱形截面梁等(如图1.67所示);吊车桁架常用截面形式为上行式直接支承吊车桁架
7、和上行式间接支承吊车桁架(如图1.68所示)。,辅助结构构造,2、女儿墙 高出屋面的墙体称为女儿墙,其作用为使天沟内置,挡住屋脊,使建筑立面更加统一美观。其结构部分一般由女儿柱、横梁、拉条等构件组成,其作用为支撑女儿墙墙体,保证墙体稳定,并将其上的荷载传递到厂房骨架上。1)墙体分类女儿墙按其墙体材料可分为两类:(1)轻质墙:通常将压型钢板,夹心板或其他轻质板材悬挂在墙架横梁上,横梁支撑在女儿柱上。(2)砌体墙:其墙体材料为普通砖,混凝土空心砌块或加气混凝土砌块,,吊车梁和牛腿构造,本章主要介绍轻质女儿墙。2)女儿墙墙架构件的形式(1)女儿柱为女儿墙的竖向构件,承受由横梁传来的竖向荷载及水平荷载
8、。截面通常采用轧制或焊接H型钢。(2)横梁为女儿墙的水平构件,一般同时承受竖向荷载和水平荷载,是一种双向受弯构件。横梁的截面形式:当横梁跨度小于或等于4m时,选用角钢;当横梁跨度小于9m并大于4m时,可选用水平放置的冷弯C型钢(最常用的截面形式);当梁跨度较大时,亦可选用槽钢,工字钢或H型钢等,2、女儿墙,3)女儿墙墙架构件的荷载(1)墙体的自重,按照各种不同墙体材料的自重叠加计算。(2)墙架构件自重,可按所选截面计算。(3)水平风荷载,根据建筑结构荷载规范(GB50009-2001)取用4)女儿墙结构的构造(1)墙架横梁的连接:压型钢板与横梁的连接构造与一般墙面与墙梁的连接相同,横梁连接于女
9、儿柱的檩托板上,如下图1.80所示;(2)女儿柱与纵墙方向的主柱连接如图1.81所示;(3)女儿柱与山墙方向的主梁连接如图1.82所示;,2、女儿墙,2、女儿墙,围护材料及其连接构造轻型钢结构建筑的屋面是指由金属屋面板、檩条及保温隔热层组成的屋面围护系统。一方面,屋面对建筑物起防水和保温隔热的作用,另一方面,由于压型钢板形状各异、颜色五彩缤纷(图1.83),屋面可使建筑物充满新意。,6.5.1 基础知识学习,金属屋面的主要类型随着金属屋面的广泛使用,其防水和保温隔热的功能得到不断的改进和完善。从防水方面考虑,从原先的低波纹屋面板,发展到现在的高波纹屋面;从原先的采用自攻螺丝的连接方法发展到现在
10、的暗扣式连接方式。从保温隔热方面考虑,从单板发展到复合板。以上几个方面的发展,逐步满足了业主对选择金属屋面的要求,从而进一步推动了金属屋面的应用和发展。,围护材料及其连接构造,金属屋面的主要类型1、低波纹屋面和高波纹屋面按板型构造分类,金属屋面板可分为低波纹屋面板(如图1.84(a)所示)和高波纹屋面板(如图1.84(b)所示)。两者的区别在于肋高不同,从而排水效果也不同.高波纹屋面板由于屋面板板肋较高,排水比较通畅,一般适用于屋面坡度比较平缓的屋面,通常屋面坡度为1:20左右,最小坡度可以做到1:40。而低波纹屋面板一般用于屋面坡度较陡的屋面,常见的屋面坡度在1:10左右。屋面的漏水是金属屋
11、面系统中的隐患问题,也是一个比较棘手的问题。轻钢结构与普通钢结构的不同之处,在于其允许结构产生较大的变形,主要体,1、低波纹屋面和高波纹屋面现在梁的挠度和柱的侧移。一方面,如果梁的挠度太大,会导致屋面积水,而积水现象的发生,又进一步加剧了梁的挠度,从而导致漏水更加严重。另一方面柱顶侧移太大,会导致屋面板的连接部位发生错位现象,从而引发漏水,漏水的部位很难确定,并且可能改变,所以维修十分困难。针对这些情况,为防止金属屋面板的漏水,最好采用高波纹屋面板,或尽量使屋面坡度大一点。,2、螺丝暴露式屋面和暗扣式屋面按连接形式分类,金属屋面板可分为螺丝暴露式屋面和暗扣式屋面。螺丝暴露式屋面中,屋面板通过自
12、攻螺丝与檩条固定在一起,并在自攻螺丝周围涂上密封胶(如图1.85(a)所示)。这种连接方式存在以下几个问题:第一,自攻螺丝暴露在外面,会出现生锈现象,影响屋面美观;第二,施工时由于数量较多,很难发现密封胶漏涂现象,从而导致该处漏水;第三,由于密封胶老化问题,时间一长就会出现漏水;第四,屋面板侧向连接顺着流水方向,与屋面板横向连接相比,更易造成漏水。,金属屋面的主要类型,2、螺丝暴露式屋面和暗扣式屋面实际应用情况表明,这种连接的屋面,基本上都会出现漏水现象。为解决这一问题,最近几年出现了暗扣式连接的屋面板,屋面板侧向连接直接用配件将金属屋面板固定于檩条上,而板与板之间以及板与配件之间通过夹具夹紧
13、(如图1.85(b)所示),从而基本消除金属屋面漏水这一隐患问题,所以这种屋面板很快得到了广泛采用。,金属屋面的主要类型,3、单层压型钢板屋面和夹芯板屋面从保温隔热角度考虑,金属屋面板既可以采用单层压型钢板,也可以采用复合板。压型钢板是目前轻钢结构最常用的屋面材料,采用热涂锌钢板或彩色涂锌钢板,经辊压冷弯成各种波形,具有轻质、高强、抗震、防火、施工方便等优点。但单层压型钢板很薄,包括涂层在内,厚度也仅为0.50.6mm左右,常见的型式就是前述的低波纹和高波纹屋面板两类(如图1.84所示),,金属屋面的主要类型,3、单层压型钢板屋面和夹芯板屋面这样的板不能满足保温隔热要求。若在设计时选用这样的屋
14、面板,必须在屋面板下面另设保温层,下托不锈钢丝网片,或者再设计一层屋面内板,在屋面内外板之间再填塞保温材料,例如玻璃纤维保温棉、岩棉等,一般保温棉的容重为1220,厚度应根据保温要求由热工计算确定。对于一般的工业厂房,可选用50100mm的厚度,对于有较高隔热要求的生产车间或办公楼,还可以考虑吊顶;对于冷库或保鲜库等对隔热有特殊要求的建筑,应适当增加保温棉厚度。满足保温隔热的另一个措施是直接选择保温隔热比较好的夹芯板。,金属屋面的主要类型,夹芯板1、工厂生产夹芯板夹芯板,是由内外两层彩色涂层钢板作面层,自熄性聚苯乙烯泡沫等作芯材,通过高强度粘合剂粘合而成的板材。彩钢夹芯板是一种多功能新型建筑板
15、材,具有轻质、高强、保温、隔热、隔音、防水、装饰等性能,主要用于工业与民用建筑的屋面和墙面、组合式冷库以及加层、改建等工程。由于彩钢夹芯板的面层是非燃材料,芯材是阻燃、难燃或不燃材料,所以夹芯板不适用于高层建筑及易燃易爆厂房、车间,也不宜用于楼板。,围护材料及其连接构造,夹芯板2、现场生产夹芯板夹芯板一般情况下都在工厂进行制作,充分体现钢结构工厂制作、工地安装这一优点,尽量减少现场安装工作量。但在有些情况下,必须采用现场制作,比如须把檩条夹在内外板之间,由于檩条是现场安装的,这就要求复合板也要现场制作(如图1.88所示)。,现场制作夹芯板与工厂复合比较,有以下几方面的优点:第一,檩条不外露,整
16、个车间内部显得比较整齐;第二,保温效果好。相同厚度的现场复合板比工厂复合板保温隔热好,主要在于现场复合板不用粘结剂,内外金属板之间还存在一定的空隙,有利于保温隔热。但由于现场复合工作量大,高空作业,施工难度大,所以多数业主或制作单位选择工厂复合保温板.现场复合保温板金属屋面施工方法与单层彩钢板加设保温棉的施工方法相似,不同之处在于前者采用彩钢板作内板,来代替后者的不锈钢丝网片。需吊顶的建筑物,如办公楼等,可不设金属内板,直接在屋面外板和吊顶间设置保温棉。对于屋面外板,板间接缝须考虑防水要求。对于屋面内板,不存在防水问题,仅考虑相邻两板间的连接问题。,2、现场生产夹芯板,金属屋面板的连接1、连接
17、类型金属屋面板在铺设时,沿横向和侧向需要连接,金属屋面板宜采用长尺板材,可以减少屋面板间横向接缝.板与板之间的连接型式直接影响着屋面防水。目前金属屋面板常用的连接型式见图1.89所示。1)搭接连接通常用于螺栓连接的屋面(如图1.85(a)、图1.89(a)所示),上下两块屋面板叠在一起,然后用自攻螺丝加以连接,在搭接板缝处设置滞水带。这种连接方法现场施工方便,比较经济,曾经是金属屋面连接的主要形式。但采用这种连接方法的金属屋面,漏水现象严重,而且很难确定漏水的位置,给使用和维修带来了麻烦。产生漏,围护材料及其连接构造,水的原因主要有以下两个方面的因素:第一、自攻螺丝暴露在外部,与屋面板之间的连
18、接存有孔洞,其周围的密封胶质量不能保证;第二、自攻螺丝周围的密封胶存在老化问题。,2)平接连接这种连接方法是将相邻两块屋面板弯180并将它们折扣起来,由于加工安装麻烦,这种连接方式很少采用。3)扣件连接通常用于复合板金属屋面接缝处(如图1.89(c)所示)、屋脊处(如图1.89(d)所示)以及伸缩缝处(如图1.89(e)所示)的连接,这种连接方式是用扣件将接缝两侧的金属屋面板连在一起,再涂密封胶加以防水处理,常见的扣件形式见图1.90。,1、连接类型,4)直立连接直立连接也称暗扣式屋面连接或隐藏式屋面连接,这是目前金属屋面的主要连接形式。对于波高小于70mm的低波纹屋面板,可不设固定支架,直接
19、将接缝两侧屋面板抬高,采用360滚动锁边扣接在一起,然后用自攻螺丝或涂锌钩头螺栓在波峰处直接与檩条连接(如图1.89(f)所示)。对于波高大于70mm的高波纹屋面板,将接缝两侧金属板扣接在一起,并搁置在固定支架上,固定支架须与压型钢板的波形相匹配,然后用自攻螺丝或射钉将固定支座连于檩条(如图1.89(g)所示)。这种连接方式有利于防止接缝两侧金属屋面板发生错动,同时也控制整块屋面板在自重作用下向下滑动的趋势,从而可以有效地防止金属屋面漏水这一隐患。,1、连接类型,2、穿透式螺钉金属屋面穿透式螺钉屋面是指屋面板采用自攻螺丝、拉铆钉、钩头螺栓等连接的屋面.顾名思义,穿透式就是在金属屋面板上留有孔眼
20、。自攻螺丝是穿透式屋面连接最常用的连接件,有长有短,具体应根据板厚和连接情况加以选择。自攻螺丝外露于屋面板,故必须经过热镀锌处理,以防止其受潮生锈。但在实际工程中,由于各方面因素(热处理工艺、施工因素等)的影响,时间一长,自攻螺丝总会生锈,从而影响了建筑物的美观。同时,为避免屋面漏水,施工时须在自攻螺丝四周涂上密封胶,或在接缝处涂止水带,但这种处理方法的效果不很理想。采用穿透式螺钉连接的金属屋面,基本上都会出现螺丝等连接件生锈和屋面漏水,金属屋面板的连接,现象,但最大问题还是屋面漏水。连接件生锈只影响建筑物美观,而屋面漏水却直接影响建筑物使用功能。使用带有橡胶或尼龙垫圈的自攻螺丝等连接件,也很
21、难彻底解决屋面漏水问题。穿透式螺钉屋面常用的连接形式是搭接连接和扣件连接。搭接接缝一般用于单层彩钢板间连接,包括两个方向,即沿屋面板侧向搭接和横向搭接,当屋面板侧向搭接时(如图1.89(a)所示),一般情况下搭接一波,特殊情况可搭接两波,从防水角度考虑,搭接接缝应设置在压型钢板波缝处,采用带有橡胶或尼龙垫圈的自攻螺丝连接,且在搭接处设置滞水带。沿屋面板侧向在有檩条处须设置连接件,以保证屋面板与檩条的牢固连接,且在相邻两檩条间还须增设连接件,以保证屋面板之间的连接,具体应视屋面板类型而定。对于高波纹屋面板,连,2、穿透式螺钉金属屋面,接件间距约为700800mm;对于低波纹屋面板,连接件间距约为
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