壓型鋼板設(shè)計(jì)講義

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壓型鋼板設(shè)計(jì)1.4.1壓型鋼板的材料和截面形式1.4.2壓型鋼板的截面幾何特性1.4.3壓型鋼板荷載和荷載組合1.4.4薄壁構(gòu)件的板件有效寬度1.4.5壓型鋼板強(qiáng)度和撓度計(jì)算1.4.5壓型鋼板的構(gòu)造規(guī)定

壓型鋼板特點(diǎn)：自重輕、強(qiáng)度高、剛度較大、抗震性能較好、施工安裝方便，易于維護(hù)更新，便于商品化、工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。具有簡(jiǎn)潔、美觀的外觀，豐富多彩的色調(diào)以及靈活的組合方式，是一種較為理想圍護(hù)結(jié)構(gòu)用材。1.4.1壓型鋼板的材料和截面形式

壓型鋼板的定義：壓型鋼板是將薄鋼板(彩色薄鋼板）經(jīng)輥壓冷彎成V型、U型、W型等類似形狀，用于建筑屋面、墻面和樓板的建筑材料。壓型鋼板按波高分高波板、中波板和低波板三種板型。屋面宜采用波高和波距較大的壓型鋼板，墻角宜選用波高和波距較小的壓型鋼板。

彩色鋼卷板彩鋼板外墻面應(yīng)用在組合樓板的鍍鋅壓型鋼板

壓型鋼板的應(yīng)用：廣泛用于工業(yè)建筑、公共建筑物的屋面、墻面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)及建筑物內(nèi)部的隔斷；還大量用作組合樓板或混凝土樓板，并作為承載構(gòu)件或永久性模板使用；在大中型工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)以及體育館、影劇院、展覽館、住宅、別墅、高層建筑、活動(dòng)房屋等工業(yè)與民用建筑中，壓型鋼板的使用正日趨廣泛。

彩色壓型鋼板的構(gòu)成：由基材、鍍層和涂層三部分組成基材：由板厚度為0.5mm～2.0mm的薄鋼板經(jīng)冷軋或沖壓成型。鍍層：熱鍍鋅、熱鍍鋅鋁合金、熱鍍鋁和熱鍍鋅等。涂層：聚脂涂料、有機(jī)硅改性聚脂涂料等。

壓型鋼板的使用壽命：壓型鋼板的使用壽命涉及鋼板質(zhì)量、成品保護(hù)、建筑物使用環(huán)境等多種因素。一般壓型鋼板使用期限在8-15年左右。我國(guó)使用進(jìn)口彩鋼板的建筑工程，至今已有20年的歷史。壓型鋼板板截面及及涂層示示意圖鋼板基材材鍍鋅層初涂層精涂層壓型鋼板板的選用用原則:優(yōu)先選用用帶有彩彩色涂層層和鍍鋅鋅、鋁的的鋼卷板板。優(yōu)先采用用壓型鋼鋼板定型型產(chǎn)品。。應(yīng)在滿足足建筑功功能、承承載要求求和方便便施工的的前提下下，注意意節(jié)約材材料，提提高壓型型鋼板的的覆蓋率率和使用用壽命。。壓型鋼板板通常不不適用于于受有強(qiáng)強(qiáng)烈侵蝕蝕作用的的場(chǎng)合。。對(duì)處于于有較強(qiáng)強(qiáng)侵蝕作作用環(huán)境境的壓型型鋼板，，應(yīng)進(jìn)行行有針對(duì)對(duì)性的特特殊防腐腐處理。。壓型鋼板板的類型型及應(yīng)用用：按表面處處理方法法分鍍鋅鋼板板彩色鍍鋅鋅鋼板彩色鍍鋁鋁鋅鋼板板僅適用于于組合樓板板適用于屋屋面和墻面面壓型鋼板板的截面面形式：：壓型鋼板板的截面面形式（（板型））較多，，國(guó)內(nèi)生生產(chǎn)的軋軋機(jī)已能能生產(chǎn)幾幾十種板板型，但但真正在在工程中中應(yīng)用較較多的板板型也就就十幾種種。下圖給出出了幾種種壓型鋼鋼板的截截面形式式。（a）（b）（c）（d）（e）（f）壓型鋼板板的截面面形式上圖（a）、（b）是早期期的壓型型鋼板板板型，截截面形式式較為簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，板板和檁條條、墻梁梁的固定定采用鉤鉤頭螺栓栓和自攻攻螺釘、、拉鉚釘釘。當(dāng)作作屋面板板時(shí)，因因板需開開孔，所所以防水水問題難難以解決決，目前前已不在在屋面上上采用。。（c）、（d）是屬于于帶加勁勁的板型型，增加加了壓型型鋼板的的截面剛剛度，用用作墻板板時(shí)加勁勁產(chǎn)生的的豎向線線條還可可增加墻墻板的美美感。(e)、(f)是近年來(lái)來(lái)用在屋屋面上的的板型，，其特點(diǎn)點(diǎn)是板和和板、板板與檁條條的連接接通過支支架咬合合在一起起，板上上無(wú)需開開孔，屋屋面上沒沒有明釘釘，從而而有效地地解決了了防水、、滲漏問問題。壓型鋼板板的表示示方法：：壓型鋼板板板型的的表示方方法為：：YX波高－波波距－有有效覆蓋蓋寬度。。如YX15-380-760即表示：：波高為15mm、波距為為380mm、板的有有效覆蓋蓋寬度為為760mm的板型；；壓型鋼板板的厚度度需另外外注明。。YX15-380-760X型壓型鋼板板根據(jù)波波高的不不同，一一般分為為低波板板(波高<30mm)、中波板板(波高為30—70mm)和高波板板(波高>70mm)。波高越越高，截截面的抗抗彎剛度度就越大大，承受受的荷載載也就越越大。屋面板一一般選用用中波板板和高波波板，中中波在實(shí)實(shí)際采用用的最多多。墻板板常采用用低波板板。因高高波板、、中波板板的裝飾飾效果較較差，一一般不在在墻板中中采用。。計(jì)算單元元:采用單槽口作為計(jì)算算單元1.4.2壓型鋼板板截面幾幾何特性性線性元件件算法:壓型鋼板板的厚度度較薄且且各板段段厚度相相等，因因此可用用其板厚厚的中線線來(lái)計(jì)算算截面特特性。這這種計(jì)算算法稱為為線性元件件算法以此算得得的截面面特性A、I，乘以板板厚t，便是單單槽截面面的各幾幾何特性性值。用∑b代表單槽槽口中線線總長(zhǎng)，，則：∑b=b1+b2+2b3這樣，形形心軸x與受壓翼翼緣b1中線之間間的距離離是：?jiǎn)尾劭趯?duì)對(duì)于上翼翼緣邊和和下翼緣緣邊的截截面模量量抵抗矩分分別為：：上翼緣：：下翼緣:線性元件件法計(jì)算算是按折線線截面原原則進(jìn)行行的，略略去了各各轉(zhuǎn)折處處圓弧過過渡的影影響。精確計(jì)計(jì)算表表明，其影影響在在0.5％-4.5％，可可以略略去不不計(jì)。。當(dāng)板件件的受受壓部部分為為部分分有效效時(shí)，，應(yīng)采采用有效寬寬度代代替它它的實(shí)實(shí)際寬寬度。。壓型鋼鋼板用用作屋屋面板板的荷荷載：：永久荷荷載—壓型鋼鋼板自自重，，采用用保溫溫板尚尚需考考慮保溫層層和防防水層層等自自重；；可變荷荷載—雪荷載載、屋屋面均均布活活荷載載、屋屋面檢檢修集中荷荷載、、積灰灰荷載載、風(fēng)風(fēng)荷載載等；；偶然荷荷載—地震作作用、、爆炸炸或其其他意意外荷荷載。。1.4.3壓型鋼鋼板的的荷載載和荷荷載組組合當(dāng)屋面面板為為單層層壓型型鋼板板構(gòu)造造時(shí)，，永久久荷載載僅為為壓型型鋼板板的自自重；；當(dāng)屋面面板為為雙層層板構(gòu)構(gòu)造時(shí)時(shí)(中間設(shè)設(shè)置玻玻璃棉棉保溫溫層)，作用用在底底板(下層壓壓型鋼鋼板)上的永永久荷荷載除除其自自重外外，還還需考考慮保保溫材材料和和龍骨骨的重重量。。設(shè)計(jì)或或選用用屋面面壓型型鋼板板時(shí)，，應(yīng)考考慮風(fēng)風(fēng)吸力力引起起截面面應(yīng)力力反號(hào)號(hào)的影影響，，此時(shí)時(shí)，不不計(jì)入入風(fēng)吸吸力外外所有有可變變荷載載效應(yīng)應(yīng)的影影響，，構(gòu)件件自重重的荷荷載分分項(xiàng)系系數(shù)取取作1.0。壓型鋼鋼板通通常僅僅限于于用于于不上上人屋屋面，，此類類屋面面活荷荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值可取取0.3KN/m2。屋面面檢修修集中中荷載載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值取取0.5KN，作用用于壓壓型鋼鋼板跨跨中。?？勺兒珊奢d：：在計(jì)算算屋面面壓型型鋼板板的可可變荷荷載時(shí)時(shí)，與與剛架架荷載載計(jì)算算類似似，需需要考考慮屋屋面均均布活活荷載載、雪雪荷載載和積積灰荷荷載，，施工檢檢修集集中荷荷載一一般取取情況況下取取1.0kN，當(dāng)施施工檢檢修集集中荷荷載大大于1.0kN時(shí)，應(yīng)應(yīng)按實(shí)實(shí)際情情況取取用。。當(dāng)按單槽口口截面受受彎構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)屋屋面板板時(shí)，，需要要將作用在在一個(gè)個(gè)波距距上的的集中中荷載載折算算成板板寬度度方向向上的的線荷荷載：：η－折算算系數(shù)數(shù)取0.5進(jìn)行上上述換換算，，主要要是考考慮到到相鄰鄰槽口口的共共同工工作作作用提提高了了板承承受集集中荷荷載的的能力力。折算系系數(shù)取取η=0.5，相當(dāng)當(dāng)于在在單槽槽口的的連續(xù)續(xù)梁上上，作作用了了一個(gè)個(gè)0.5F的集中中荷載載。屋面板板和墻墻板的的風(fēng)荷荷載體體型系系數(shù)不不同于于剛架架計(jì)算算，應(yīng)應(yīng)按《門式剛剛架輕輕型房房屋鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)術(shù)規(guī)程程》CECS102-2012取用。。壓型鋼鋼板的的荷載載組合合:計(jì)算內(nèi)內(nèi)力時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)主要要考慮慮以下下兩種種荷載載組合合：1.2×永久荷荷載+1.4××max{屋面均均布活活荷載載，雪雪荷載載}；1.2×永久荷荷載+1.4××施工檢檢修集集中荷荷載換換算值值。當(dāng)需考考慮風(fēng)風(fēng)吸力力對(duì)屋屋面壓壓型鋼鋼板的的受力力影響響時(shí)，，還應(yīng)應(yīng)進(jìn)行行下式式的荷荷載組組合：：1.0×永久荷荷載+1.4××風(fēng)吸力力荷載載。允許板板件受受壓屈屈曲：：壓型鋼鋼板和和用于于檁條條、墻墻梁的的卷邊邊槽鋼鋼和Z形鋼都都屬于于冷彎彎薄壁壁構(gòu)件件，這這類構(gòu)構(gòu)件允允許板板件受受壓屈屈曲并并利用用其屈屈曲后后強(qiáng)度度。在其強(qiáng)強(qiáng)度和和穩(wěn)定定性計(jì)計(jì)算公公式中中截面面特性性一般般以有有效截截面為為準(zhǔn)。。但對(duì)于于對(duì)于于翼緣緣寬厚厚比較較大的的壓型型鋼板板，設(shè)設(shè)置尺尺寸適適當(dāng)?shù)牡闹虚g縱縱向加加勁肋肋，就可可以保保證翼翼緣受受壓時(shí)時(shí)全部部有效效。1.4.4薄壁構(gòu)構(gòu)件的的板件件有效效寬度度加勁肋肋尺寸寸包括括兩方方面要要求：：要求1：中間加加勁肋肋應(yīng)符符合以以下公公式要要求：：Iis:中間加加勁肋肋截面面對(duì)平平行于于被加加勁肋肋之重重心軸軸的慣慣性矩矩；bs：子板板件的的寬度度；t：板件件的厚厚度對(duì)邊緣緣加勁勁肋：：其慣性性矩Ies要求不不小于于中間間加勁勁肋的的一半半，計(jì)計(jì)算時(shí)在以以上公公式中中用b代替bs要求2：中間加加勁肋肋的間間距不不能過過大，，即滿滿足：：對(duì)于設(shè)設(shè)置邊邊加勁勁肋的的受壓壓翼緣緣寬厚厚比應(yīng)應(yīng)滿足足下式式：計(jì)算原原則：：壓型鋼鋼板的的強(qiáng)度度和撓撓度取取單槽槽口的的有效效截面面，按按受彎彎構(gòu)件件計(jì)算算。內(nèi)內(nèi)力分分析時(shí)時(shí)把檁檁條視視為壓壓型鋼鋼板的的支座座，考考慮不不同荷荷載組組合，，按多多跨連連續(xù)梁梁進(jìn)行行計(jì)算算。壓型鋼鋼板腹腹板的的剪應(yīng)應(yīng)力計(jì)計(jì)算：：當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)1.4.5壓型鋼鋼板的的強(qiáng)度度和撓撓度計(jì)計(jì)算壓型鋼鋼板支支座處處腹板板的局局部受受壓承承載力力計(jì)算算壓型鋼鋼板同同時(shí)承承受彎彎矩M和支座座反力力R的截面面，應(yīng)應(yīng)滿足足下列列要求求：壓型鋼鋼板同同時(shí)承承受彎彎矩和和剪力力的截截面，，應(yīng)滿滿足下下列列要要求：：壓型鋼鋼板的的撓度度限值值壓型鋼鋼板的的撓度度與跨跨度之之比不不應(yīng)超超過下下列限限值：：屋面板板：墻面板板：屋面坡坡度<1/20時(shí)1/250屋面坡坡度≥≥1/20時(shí)1/2001/150腹板與與翼緣緣水平平面之之間的的夾角角不宜宜小于于45°°。宜采用用長(zhǎng)尺尺寸板板材，，以減減少板板長(zhǎng)度度方向向的搭搭接。。長(zhǎng)度方方向的的搭接接端必必須與與支撐撐構(gòu)件件(如檁條條、墻墻梁等等)有可靠靠的連連接部部位應(yīng)應(yīng)設(shè)置置防水水密封封膠帶帶。壓型鋼鋼板的的搭接接長(zhǎng)度度不宜宜小于于下列列限值值：高波（（波高高大于70mm）壓型型鋼板板：275mm低波（（波高高小小于30mm）壓型型鋼板板：375mm屋面坡坡度<1/10時(shí)：250mm屋面坡坡度>1/10時(shí)：200mm墻面：壓壓型鋼鋼板：：120mm屋面：1.4.6壓型鋼鋼板的的構(gòu)造造規(guī)定定搭接式式扣和式式咬合式式壓型鋼鋼板的的搭接接方式式：墻面壓壓型鋼鋼板之之間的的側(cè)向向連接接：一般采采用搭搭接連連接，，搭接接寬度度通常常為半半波。。屋面壓壓型鋼鋼板之之間的的側(cè)向向連接接：有搭接接和咬咬邊連連接兩兩種搭接寬寬度視視壓型型鋼板板規(guī)格格而定定，可可僅搭搭接半半波，，也可可搭接接一波波半。。屋面、墻面面壓型鋼板板的側(cè)向搭搭接方向應(yīng)應(yīng)與主導(dǎo)風(fēng)風(fēng)向一致，，如下圖所所示。壓型鋼板的的側(cè)向搭