钢结构工程压型板的应用

　　摘要：文章简要介绍了压型板的分类，并阐述了压型板作为建材的优点和特点，还强调了压型板的构造和连接要点，最后分析了其施工安装要点。
　　关键词：钢结构；压型板；冷弯型钢
　　
　　一. 引言
　　钢结构具有自重轻、强度高、抗震性能好、建造及安装迅速等诸多优点，它是一种节能环保、能循环使用的建筑结构，目前在高层建筑、大型工厂、大跨度空间结构、住宅等建筑中均得到了广泛的应用。而压型钢板作为冷弯成型钢构件的一种，本身除具有钢结构的一般优点之外，还具有造型新颖美观、色彩丰富、装饰性强、易于成型等优点，已广泛应用于建筑工程的屋面、墙板、楼盖板、吊顶板等处。下面笔者将简要探讨钢结构工程压型板的相关应用。
　　
　　二.压型板的分类
　　压型钢板是将薄钢板经辊压冷弯成V型、U型等类似形状，并用于建筑物屋面、墙面和楼板的建筑材料。
　　压型钢板的原材料有：冷轧钢板、镀锌钢板、彩色镀锌钢板、不锈钢板、镀铝钢板、树脂厚涂层钢板等。目前我国采用的主要原材料有：镀锌钢板、彩色镀锌铁板、铝合金板等。
　　1.镀锌钢板分为电镀锌钢板和热镀锌钢板。采用热镀锌钢板用作建筑围护结构时，可延长其使用年限。
　　2.彩色涂层钢板是以冷轧钢板、电镀锌钢板或热镀锌钢板为基板，经脱脂、磷化、铬酸盐等处理后，在表面涂上有机涂料经烘烤而制成的产品。电镀锌钢板常用作建筑物的门、卷帘门、内装饰墙壁、顶棚等的基板；热度锌钢板常用作建筑物屋面、墙面外用的基板。
　　3.铝合金板具有重量轻、防腐蚀性能好、对光和热反射率高等优点，用其作屋面，夏季室内比较凉快。
　　
　　三.压型板的特点
　　压型钢板正广泛应用于工业与民用建筑、特种结构、公共建筑、高层建筑的层面、墙面围护。具有成型灵活、施工速度快、外形美观、重量轻、易于工业化、商品化生产的特点。但是压型钢板耐久性、防腐蚀性及保温、隔热性能较差。为提高耐久性宜采用较厚镀锌层的钢板作原料，为提高防腐蚀性能，在镀锌层上面再覆盖各种油漆涂层，彩色镀锌钢板具有良好的耐久性和防腐性能，并可为建筑物提供所要表现的各种色彩，一般五年内不会因腐蚀而生锈。压型钢板需经常维护，适时补涂，国外已有使用40年以上的例子，国内早期工程使用已达30年，如上海宝钢一期工程炼钢厂屋面和墙面。
　　压型板属轻钢结构，轻钢结构是目前较广泛应用的一种建筑结构，轻钢结构与其它形式的建筑结构比较，具有结构自重轻、材质均匀、应力计算准确可靠，加工制作简单、工业化程度高、运输安装方便、易取村、用料省等优点。由于冷弯薄壁型钢的成型方式灵活，因此，可以根据需要生产各式截面形状的产品。统计资料表明，同样面积的冷弯型钢与热轧型钢相比，其回转半径可增大59％以上，其惯性矩及面积矩可增大50％～180％。故冷弯型钢的受力性能较好，承载能力较高，整体刚度较大，可以节约材料，取得较好的经济效益。用冷弯型钢用于建筑业可节约钢材30％～60％左右，经济效益是十分明显的。
　　
　　四.压型板的构造和连接
　　1.用于压型钢板的原材料应满足抗弯、抗剪强度要求，及较好的耐久性。压型钢板腹板与冀缘水平面之间的夹角，当用于屋面时不应小于50º，用于墙面时不应小于45º。压型钢板一般适应于平屋顶或坡屋顶建筑，当为拱形屋面时其弯曲半径R应满足：波高H<100mm时，R≥100mm；H=100～150mm时，R≥125mm；H=150～175mm时，R≥200mm；H>175mm时，R≥250mm。
　　2.压型钢板按波高分为高波板、中波板和低波板三种板型。屋面宜采用波高和波距较大的压型钢板，墙角宜选用波高和波距较小的压型钢板。压型钢板的横向连接方式有搭接、咬边和卡扣三种方式。搭接方式是把压型钢板搭接边重叠并用各种螺栓、铆钉或自攻螺丝等连成整体；咬边方式是在搭接部位通过机械或人力加工，使其咬合相连；卡扣方式是利用钢板弹性性能在向下或向左（向右）的力作用下形成左右相连。
　　3.钢板的宽度取决于横截面的型式和尺寸，厚度取决于波高和内侧弯曲半径，当波高为80～140mm时，内弯曲半径小于25mm，则板厚应大于0.6mm，内弯曲半径大于25mm，则板厚应大于0.8mm；当波高为140～200mm时，内弯曲半径不论取何值，板厚都应大于0.8mm。考虑到局部稳定要求，一般用于屋面时厚度不宜小于0.8mm，用于墙面时厚度不宜小于0.6mm。
　　4.屋面压型钢可采用镀锌钢支架固定在檩条上：当屋面或墙面压型钢板高度小于70mm，可不设固定支架直接用镀锌勾头螺栓或自攻螺栓等方法固定；在靠近山墙处设置防风杆或用包角封檐板连接屋面板或墙板。
　　5.由于比型钢板是由很薄的钢板加工而成，如果让其承受局部集中荷载，压型钢板容易产生局部屈曲。所以应尽量避免集中荷载直接作用在压型钢板上。在特殊情况下，应把局部集中荷载分散作用在压型钢板的固定支架所在的位置上，并且荷载不应超过固定支架和螺栓各自的容许强度。
　　
　　五.压型板的施工安装要点
　　下面主要介绍压型板作为屋面和墙面的施工安装要点。
　　1.屋面安装
　　（1）在准备安装之前，准备好所有的施工设备和工具，并检查其性能是否良好（包括剪板机、电焊机、手电钻、拉铆枪、密封膏挤压枪等）；将压型板、支架、螺栓、拉铆钉、檐口封板、密封材料包角、泛水等材料按计划运到现场；开工前还要测量屋面沿长度、坡度方向的尺寸，檐口挑檐、山墙挑檐的尺寸等，并等天沟、中悬天窗安装完毕和检验合格后才能开工。
　　（2）以山墙面为基准，定出屋脊中心线，并以该线长度方向的伸缩缝处垂直线为基准线，从基准线向山墙方向每隔7.2m划出记号，按此方向将整个屋面长度方向均匀度量。将每个支架满焊在檩条上，并清理焊缝上的焊渣。
　　（3）以10块板为一组进行铺板，并按图纸要求留出挑檐的尺寸。用13.5m钻头一次钻孔成型，并用螺栓固定。在屋面波峰与屋脊板边沿接触面处、屋脊封头上应敷设自粘性密封条。屋脊板相互搭接长度为100mm，应安装整齐，在搭接部位用拉铆钉连接，铆钉间隔50mm，接缝处应涂敷建筑密封膏，并用压坑钳将挡水板固定。
　　（4）包角应在屋面、墙面铺设完成后安装，从檐口开始逐步向屋脊方向施工。泛水从坡度流水的下方向流水的上方安装，搭接部位用拉铆钉连接，接缝处应涂敷建筑密封膏。
　　2.墙面板安装
　　（1）准备工作同屋面安装。
　　（2）安装墙面板时注意长度不宜超过10m，对于有搭接的墙面板，应从下往上安装，并随时用经纬仪或其他措施来测定板的垂直度，发现偏差及时纠正。墙面板与泡沫塑料封头应采用粘胶结合。用螺栓固定和连接时，其纵向排列线与墙线、墙板水平线要保持平行，螺栓紧固程度要适中。
　　（3）墙面板、山墙包角及墙梁采用M6自钻螺丝连接，山墙檐口包角处应采用泡沫塑料外封头。挡风板、波形板与泛水搭接波峰处用连接螺栓固定，螺栓间距为600mm。阳角板、阴角板与压型板在每根墙筋处用M6自钻螺丝紧固在墙筋上，角板的长度一般为2m，搭接长度为100mm。
　　（4）墙角开口部位的泛水板应安装在内侧，并用M6自钻螺丝将墙面板、泛水板一起紧固在墙筋上。将建筑密封膏涂敷在泛水板间的接缝处，墙面上外露的螺栓均满涂防锈漆或密封膏。
　　
　　六.结束语
　　进入21世纪以来，压型板由于其优异的性能，不仅在一般的工业和住宅建筑中得到了广泛采用，更是在一些大型公共建筑中，如机场候机楼、火车站、音乐厅、大剧院、体育场馆、大型超市等的建设中得到了很好的应用，2008年奥运场馆等建筑屋顶及墙面就大量采用了压型板。随着建筑行业对材料的要求不断提高，科学技术的不断前进，相信在今后不久，大量性能更完善、制造和安装工艺更成熟的压型板将广泛应用于建筑工程中。
　　
　　参考文献：
　　[1]沈祖炎，钢结构基本原理[M].北京：建筑工业出版社，2001.
　　[2]王燕等，轻钢结构[M].北京：建筑工业出版社，1997.
　　[3]懂政民，长尺弧形屋面压型板的加工和安装[J].钢结构.2008（08）.