5轻钢结构建筑

建筑构造（二）
第五章、轻钢结构建筑构造
讲课人：王世礼 2006.06.
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一、概述
▪ 目前，国内钢材品种日趋多样化，如H型钢、T 型钢和L型钢等大截面型材，以及50mm以上厚度 的钢板、冷弯薄壁型钢和彩色涂层钢板等，以 及各种新型墙板的开发和应用，这对促进我国 建筑业在开发钢结构技术方面奠定了政策和物 质基础。
四、轻钢建筑构造
1.外墙构造
▪ 轻钢建筑的外墙既“轻”又“薄”，为满足建筑 维护结构的功能要求，外墙往往才采用轻质复合 材料组合而成，通常有干作业和湿作业之分。
1）轻质复合材料外墙
▪ 轻质复合材料外墙板由外及里按不同的部位和功 能要求将其组合而成。设计时，应充分考虑结合 建筑所在地区的气候与环境特点；
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▪ 综合考虑将外墙板其间所需的保温、隔热、防 水、防火、防止板材表面及内部的凝结水、外 门窗的安装、板与板之间的节点和接缝的处理 以及外墙板的内外饰面的细部构造设计与施工 安装的可操作性等要求。
▪ 施工一般以干作业为主。
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复合外墙板一般由以下几个构造层次组成：
（1）骨架
▪ 通常采用轻钢做框，由槽型薄壁型钢龙骨制成外 墙板的外框架，内部按设计要求在适当部位设置 横档或竖筋；
▪ 其板底呈无缝并且完全闭合，因此，住户装修时 不需另设吊顶，可以直接在面上平直的亚型钢板 面上刮腻子后直接刷涂料或贴壁纸，装修效果与 混凝土楼板地一样，无需特殊装修。
▪ 在闭合型断面亚型钢板上可直接现浇C30细石混 凝土，为提高楼板的抗裂性和整体性，在板面上 还可配置φ5@150 双向钢筋网片。
▪ 这种轻钢组合楼板的耐火极限可达100min，满足 高层建筑的楼板耐火极限≥1.5h的要求（该楼板 现浇C30细石混凝土厚度为110mm）。
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▪ 当轻钢结构建筑需设置悬挑的外廊或阳台时，在 构造上应采取有关措施。
2、墙架式
▪ 墙架式轻钢结构的承重内墙板、外维护板和楼板
层是按设计模数和功能一一划分为各自相对独立
的轻钢墙架，也称隔扇，通过加工组合而成为轻
钢房屋的支撑骨架。
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▪ 墙架主要以轻钢材料作框，框内设置墙筋或搁栅 以提高其刚度和稳定性，墙架间则通过高强度螺 栓将其装配成整体骨架。墙架单元的内外构造层 次可以是在工厂内与骨架同时加工组合完成的板 材。
▪ 轻钢建筑的结构支承构件，一般采用1.5~5mm的 薄壁钢，仅冷弯或冷轧后作为轻钢的支撑构建，能充分利用钢材 的强度；用做受弯构件时，可提高构件的承载力 和刚度。
▪ 薄壁型钢制品还包括1.2mm以下的各种截面的压 型钢板，有这类薄钢板加工成的制品构件常具有 支承和维护两个方面的功能。
1、梁柱式
梁柱式结构是轻钢结构建筑中较常见的一种结构 体系。它是由钢柱、钢梁或钢桁架组成框架结构 的支撑体，具有平面布置灵活的特点。
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▪ 骨架间节点的连接构造则主要通过节点板、角钢连 接件和高强度螺栓加以固定或焊接的方式连接组合 。梁柱多采用轧制或焊接的H型或其他截面形式的 构件，适合建造低层、多层建筑。
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2）装配式轻钢楼板
▪这种楼板在轻钢结构的梁或肋上面铺设一层配筋 的预制纤维空心板，上层应按设计要求铺设各种 功能面层，钢肋间距600~1200mm,板内如配筋跨度 可达2m。 ▪为了解决楼板的隔声，一般在预制板上先铺一层 软质纤维板，然后再铺硬质木地板，在楼板底可 另设铺有矿棉毡的吊顶。在安装预制楼板时，也 可利用钢梁的结构高度来布置各类管线。
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3.屋顶构造
▪ 轻钢结构的屋顶形式取决于屋面材料和屋面结构 布置，可以做成平屋顶或坡屋顶。
1）平屋顶
▪ 采用轻质混凝土屋面板（如加气混凝土条板）直 接铺在钢檩条上，然后在上面做找平层和防水层 。轻质混凝土屋面板的优点是将维护和保温这两 种功能统一起来，使工业较方便，屋面板上经找 平可直接作防水层。
▪ 也可采用配筋的加气混凝土条板铺设在轻钢屋架 或钢梁上，其构造层次可按设计要求进行处理。
▪ 此外，轻钢屋架的檩条上直接铺设纤维板材作屋
面板，像其他坡屋顶构造一样铺钉防水卷材、顺
水条、挂瓦条和瓦片。为减轻重量，同时也为适
应不同坡度的坡屋顶构造形式，轻钢建筑宜铺设
大张薄型屋瓦材较为合适，因此，常见有大张薄
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2）钢构件防锈
▪ 钢材易锈蚀，特别是轻钢建筑采用的钢材“壁薄 杆细”，已经锈蚀就会严重降低其结构承载力， 缩短使用年限，因此，轻钢建筑的钢结构材料在 使用前须先需仔细、彻底的除锈，然后在构件表 面涂刷防锈涂料或合成树脂进行保护，以提高防 锈涂料的抗风化作用。
▪ 解决钢构件防锈的另一做法是通过热喷涂（如喷 沙除锈、电热喷铝或锌）工艺；对有些处在不良 环境中的钢结构构件，也可采用不易锈蚀的耐候 钢材料，但造价较高。
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3）轻质加气混凝土外墙板
▪ 作为单一材料的轻质加气混凝土外墙板，同样也 适用于轻钢建筑。该外墙板具有自重轻保温隔热 性能优良，有较高的强度（板内配筋，可提高其 抗弯、抗剪强度）、较佳的耐火和防火性能以及 隔声性能。外墙板厚度为100~200mm,板宽为 600mm,板长可达6000mm，设计可根据需要进行选 用。
型彩色沥青油毡瓦、彩色PVC塑料瓦彩的屋面出
现。
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五、轻钢建筑的维护与保养
▪ 轻钢建筑因材料自身的原因，同样也存在着诸如 易锈蚀、不耐火和绝缘等方面的问题。因此，在
设计时要引起重视并应采取相应的措施；同时，
在日常使用过程中更应加强房屋的定期维护和保
养，以保证轻钢建筑正常、合理的使用年限，延
▪ 目前，国内正在开发的轻钢结构小高层（10~12 层）住宅体系，虽然在某些方面还缺少参考规范， 但设计本身很具有技术创新意识，这类小高层的 骨架结构可以采用H型钢或钢管混凝土等形式。
▪ 大力发展轻钢建筑体系的优势还体现在对人居生 态环境、社会资源保护和可持续发展方面。 4
二、轻钢建筑的材料与制品
▪ 针对夏季隔热的要求，为了减少太阳辐射对墙体 的影响，便于外墙板内的蓄热即使散发，最好在 墙板的外侧再设置一层通风层。
（4）内表面层
▪ 内表面的选材一般应结合室内装修，如纸面石膏 板、GRC薄板、胶合板和木质纤维板等，接缝出 可批刮腻子或另加压缝条，板材表面饰面常用涂 料或粘贴壁纸。
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2）钢筋网架水泥墙
▪用于轻钢建筑的钢筋网架水泥墙常见有两种构造 方式：
（1）一种是用直径φ3~φ4钢筋点焊成间距为 100mm的双向钢筋网片。内插一根根条形聚苯乙烯 或岩棉,尺寸应按照外墙板规格设计要求，装运至 工地，将其安装在外墙骨架单元的外围护部分， 现场内外粉水泥砂浆20~30mm厚，使之成为有一定 保温能力的外墙，也称泰柏板。
▪ 平屋顶的另一种形式，即利用轻钢现浇楼板层的
做法，只需在楼板层上将面层换作防水层；对有
保温隔热要求的屋顶，屋面构造则需结合保温层
的设置，重点做好隔汽、通风和防水方面的细部
构造。
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2.坡屋顶
▪ 坡屋顶一般通过钢屋架上设置钢檩条，上铺彩色 涂层亚型钢板或彩钢夹心板而成。彩钢板作屋面 不仅色彩丰富，而且施工简便；构造搭接合理可 以做到不渗水、漏水。
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3）钢构件绝缘
▪ 钢构件的钢材具有热阻小、传热快的特点，因此 ，在轻钢建筑的外围户结构（如屋顶、外墙、门 窗等部位）设计时应采取相应的构造措施，如在 金属构件之间的连接处采用绝缘材料将两者分离 ，以防止外围护机构的冷、热桥现象存在，达到 改善轻钢建筑外维护结构的热工性能和满足使用 的要求。
2.楼板构造
▪ 轻钢建筑的楼板分为现浇和预制装配两种做法。
现浇楼板对于轻钢建筑的整体性、防水性和防火
性均较好，可以适应不同使用功能房间的布置的
要求，楼板承载力大。预制装配式楼板一般按功
能分层进行装配，施工速度快。
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1）现浇式轻钢楼板
▪ 轻钢建筑的现浇楼板不同于普通砖混结构的现浇 楼板，一般直接采用压型薄钢板做底模并固定在 钢桁架上，由此可省去大量的模板.
▪ 在我国，采用钢结构技术建造的各类大跨度、 高层、超高层建筑以及轻型钢结构建筑工程也 越来越多。
▪ 国内以往有混凝土和砌体结构一统天下的格局
正在悄然发生变化，开发研究钢结构的新技术
，引起了建筑师、工程师及钢结构专业制作公
司的兴趣和重视。
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▪建筑钢结构工程依据工程项目的性质的不同，大 致分为普通钢结构、高层钢结构、轻钢结构、钢 混结构、薄壁拱形结构等几种结构体系。其中， 轻钢结构体系以其独特的优势近年来国内发展较 快。轻钢结构已不只是一般的薄壁型钢，而是厚 度1.5~5mm的薄钢板结构。
▪也有采用墙架式轻钢骨架，外侧（两面）绑扎或 用专用卡具固定钢丝网片。内填保温材料，外喷 水泥砂浆。
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（2）另一种板材构造形式同上面介绍的板材有 所相似，也成3—D板，两者的区别在于后者该板 采用的钢筋网片的配筋根据结构计算需要是可以 变化的，钢筋网片一次组合成功，网片内所夹的 聚苯板是整块的，提高了夹芯板的整体刚度，保 证了抹灰厚度一致，现场只需双面喷抹25~35mm 厚的水泥砂浆。
▪板材表面可刷涂料、粘贴墙面砖等块材。
▪它在功能上可以作为自承重墙、非承重的隔墙 板和屋面板等。
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▪这类钢筋网架双面 水泥砂浆抹面的外墙 板自重轻，具有一定 的保温和隔热能力， 板材的整体性、防水 性和防火性均较好， 可适应不同的使用功 能布置要求；缺点是 现场粉刷需要大量的 湿作业。对于防火要 求高的建筑，可在钢 筋网架中填入岩棉， 成为质地较轻的装配 单元。
缓其老化周期。具体措施如下:
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1)钢构件防火
▪ 作为普通钢构件可以耐250℃以下的高温，但不 耐火，对于轻钢结构的防火，一般优先选用耐火 、耐候钢材，同时可以通过在构件表面喷涂防火 涂料（如蛭石）、外包防火板材或现浇混凝土等 几种防火构造措施，具体视建筑的使用功能、防 火等级以及结合室内其他防火系统等综合考虑， 采取相应的保护措施。