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1、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.熟熟悉悉刚刚架架和和屋屋架架的的形形式式，了了解解相相关关节节点的构造。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
2、.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
3、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）。）。单层轻单层轻型房屋一般采用型房屋一般采用门门式式刚刚架架(图图12-2)12-2)、屋架、屋架(图图12-12-3)3)和网架和网架(图图12-4)12-4)为为承重承重结结构，其上构，其上设檩设檩条、屋面板条、屋面板(或板或板檩檩合一的合一的轻质轻质大型屋面板大型屋面板)，下，下设设柱柱(对刚对刚架架则则梁梁柱合一柱合一)、
4、基、基础础，柱外，柱外侧侧有有轻质墙轻质墙架，柱内架，柱内侧侧可可设设吊吊车车梁。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、双跨应用较多的为单跨、双跨或多跨的单、双坡门式刚架或多跨的单、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 o12.2.2.1
5、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 o12.2.2.2 12.2.2.2 刚架柱脚刚架柱脚 o12.2.2.3 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
6、。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
7、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，但当风荷载较大、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。在轻屋面门或房屋较高时，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。式刚架中，地震作用一般不起控制作用。7 7、支撑可做得、支撑可做得较轻较轻便。将其直接或用水平便。将其直接或用水平节节点板点板连连接接在腹板上，可采用在腹板上，可采用张紧张紧的的圆钢圆钢。8 8、结结构构件可全部在工厂制作，工构构件可全部在工厂制作，工业业化程度高。构件化程度高。构件单单元可根据运元
8、可根据运输输条件划分，条件划分，单单元之元之间间在在现场现场用螺栓相用螺栓相连连，安装方便快速，土建施工量小。，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
9、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
10、主(图图12-9)12-9)。轻轻型型钢钢屋架屋架与普通与普通钢钢屋架在本屋架在本质质上无多大差上无多大差别别，两者的，两者的设设计计方法原方法原则则相同，只是相同，只是轻轻型型钢钢屋架的杆件截面屋架的杆件截面尺寸尺寸较较小，小，连连接构造和使用条件稍有不同。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
11、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
12、，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、槽钢檩条分分普普通通槽槽钢钢檩檩条条和和轻轻型型槽槽钢钢檩檩条条两两种种。普普通通槽槽钢钢檩檩条条（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
13、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 (以以下下简简称称“轻轻型型H H型型钢钢”)系系引引进进国国外外先先进进技技术术生生产产的的 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、卷卷边边槽槽形形冷冷弯弯薄薄壁壁型型钢钢檩檩条条：卷卷边边槽槽形形(C形形)冷冷弯弯
14、薄薄壁壁型型钢钢檩檩条条（图图12-11c）的的截截面面互互换换性性大大，应应用用普普遍遍，用钢量省，制造和安装方便。用钢量省，制造和安装方便。4、卷卷边边Z形形冷冷弯弯薄薄壁壁型型钢钢檩檩条条：分分直直卷卷边边Z形形（图图12-11d）和和斜斜卷卷边边Z形形（图图12-11e）。它它的的主主平平面面x轴轴的的刚刚度度大大，用用作作檩檩条条时时挠挠度度小小，用用钢钢量量省省，制制造造和和安安装装方方便便。斜斜卷卷边边Z形形钢钢存存放放时时还还可可叠叠层层堆堆放放，占占地地少少。当当屋屋面坡度较大时，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
15、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 檩檩条条的的
16、拉拉条条和和撑撑杆杆：互互相相采采用用螺螺栓栓连连接。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、为为使使屋屋架架上上弦弦杆杆不不产产生生弯弯矩矩，檩檩条条宜宜位位于于屋屋架架上上弦弦节点处。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、实实腹腹式式檩檩条条的的截截面面均均宜宜垂垂直直于于屋屋面面坡坡面面。对对槽槽钢钢和和Z形形钢钢檀檀条条，宜宜将将上上翼翼缘缘肢肢尖尖(或或卷卷边边)朝朝向向屋屋脊脊方方向向，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、桁桁架架式式檩檩条条
17、的的上上弦弦杆杆宜宜垂垂直直于于屋屋架架上上弦弦杆杆，而而腹腹杆杆和下弦杆宜垂直于地面。和下弦杆宜垂直于地面。4、脊脊檩檩方方案案：实实腹腹式式檩檩条条应应采采用用双双檩檩方方案案，屋屋脊脊檩檩条条可可用用槽槽钢钢、角角钢钢或或圆圆钢钢相相连连，见见图图12-13。桁桁架架式式檩檩条条在在屋屋脊脊处处采采用用单单檩檩方方案案时时，虽虽用用钢钢量量较较省省，但但檩檩条条型型号增多，构造复杂，故一般以采用双檩为宜。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:
18、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 轻轻型彩色涂型彩色涂层压层压型型钢钢板屋面板屋面节
19、节点点 12.5.1.1 12.5.1.1 压型钢板压型钢板压压型型钢钢板板是是目目前前墙墙面面和和轻轻型型屋屋面面有有檩檩体体系系中中应应用用最最广广泛泛的的屋屋面面材材料料，采采用用热热镀镀锌锌钢钢板板或或彩彩色色镀镀锌锌钢钢板板，经经辊辊压压冷冷弯弯成成各各种种波波型型，具具有有轻轻质质、高高强强、美美观观、耐耐用用、施施工工简简便便、抗抗震震、防防火火等等特特点点。单单层层板板的的自自重重为为0.100.18kNm2，当当有有保保温温隔隔热热要要求求时时，可可采采用用双双层层板板(两两层层钢钢板板中中间间夹夹超超细细玻玻璃璃纤纤维维棉棉、岩岩棉棉或或聚聚氨氨脂脂等等保保温温层层)，双双
20、层层板板可可分分两两大大类类,第第一一类类松松散散组组合合体体系系由由外外到到内内依依次次为为外外层层板板、压压型型钢钢板板、玻玻璃璃棉棉毯毯、铝铝薄薄布布、檩檩条条、内内层层压压型型钢钢板板，其其中中内内层层可可有有可可无无，视视装装饰饰要要求求定定。第第二二层层为为复复合合板板体体系系，即即将将金金属属复复合合板板直直接接固固定定到到檩檩条条上上，复复合合板板是是用用彩彩色色涂涂钢钢板板做做面面层层，聚聚氨氨酯酯和和聚聚苯苯乙乙烯烯泡泡沫沫做做夹夹心心材材料料，通通过过特特定定的的生生产产工工艺艺复复合合而而成成的的隔隔热热、保保温温夹夹心心板板。屋屋面面全全部部荷荷载载标标准准值值(包包
21、括括活活荷荷载载)一一般般不不超过超过1.0kNm2。12.5.1.2 12.5.1.2 太空板太空板太太空空板板是是以以高高强强水水泥泥发发泡泡工工艺艺制制成成的的人人工工轻轻石石为为芯芯材材，以以玻玻璃璃纤纤维维网网(或或纤纤维维束束)增增强强的的上上下下水水泥泥面面层层及及钢钢(或或混混凝凝土土)边边肋肋复复合合而而成成的的新新型型轻轻质质墙墙面面和和屋屋面面板板材材，具具有有刚刚度度好好、强强度度高高、延延性性好好等等特特点点，有有良良好好的的结结构构性性能能和和工工程程应应用用前前途途。其其自自重重为为O.450.85 kN/m2，屋屋面面全部荷载标准值全部荷载标准值(包括活荷载包括
22、活荷载)一般不超过一般不超过1.5kN/m2。太太空空板板属属板板檩檩合合一一构构件件，在在安安装装时时，一一般般不不需需另另设设檩檩条条，板板与与板板之之间间留留10mm的的装装配配缝缝，嵌嵌缝缝建建议议使使用用防防水水油油膏膏。太太空空板板上上可可直直接接铺铺设设防防水水卷卷材材，不不需需另另设设保保温温层层及及找找平平层层，防防水水卷卷材材宜宜使使用用橡橡塑塑防防水水卷卷材材。太太空空板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/mk
23、N/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
24、、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
25、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；高低跨变形缝节；高低跨变形缝节点见图点见图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
26、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？