压型钢板设计PPT47页

1.4 — 压型钢板设计
❖1.4.1 压型钢板的材料和截面形式 ❖1.4.2 压型钢板的截面几何特性 ❖1.4.3 压型钢板荷载和荷载组合 ❖1.4.4 薄壁构件的板件有效宽度 ❖1.4.5 压型钢板强度和挠度计算 ❖1.4.6 压型钢板的构造规定
1.4.1 压型钢板的材料和截面形式
压型钢板的定义：
M / M u R / Rw 1.25
（5）同时承受弯矩和剪力的截面，应满足下
列要求：
2
2
M Mu
V Vu
1.0
压型钢板的挠度限值
压型钢板的挠度与跨度之比不应超过下列限值：
➢ 屋面板： 屋面坡度
<1/20时
1/250
屋面坡度 ≥1/20时
1/200
➢墙面板：
1/150
均布荷载下，不同 支承条件压型钢板 的挠度按下式计算：
接，搭接宽度通常为半波。
➢屋面压型钢板之间的侧向连接：有搭接和咬边连
接两种
➢搭接宽度视压型钢板规格而定，可仅搭接半波，
也可搭接一波半。屋面、墙面压型钢板的侧向搭 接方向应与主导风向一致，如下图所示。
压型钢板的侧向搭接示意图
屋面压型钢板的长向搭接： 应将靠近屋脊方向的板件置于上方，并在搭接部 位设置防水密封带，以利防水。
悬臂 简支 多跨连续
max
qk L4 8EIef
max
5qk L4 384EIef
max
2.6qk L4 384EIef
1.4.6 压型钢板的构造规定
➢ 腹板倾角不宜小于45°。 ➢ 宜采用长尺寸板材，减少板长度方向的搭接。 ➢ 长度方向的搭接
必须与支撑构件(如檩条、墙梁等)有可靠的连接，搭接 部位应设置防水密封胶带。
聚氨酯（屋面）彩钢夹芯板
保温岩棉
➢ 在大中型工业厂房、仓库以及体育馆、影剧院、 展览馆、住宅、别墅、高层建筑、活动房屋等工 业与民用建筑中，压型钢板的使用正日趋广泛。
彩色压型钢板的构成： 由基材、镀层和涂层三部分组成 ➢ 基材：由板厚度为0.5mm～2.0mm的薄钢板经冷 轧或冲压成型。 ➢ 镀层：热镀锌、热镀锌铝合金、热镀铝和热镀 锌等。 ➢ 涂层：聚脂涂料、有机硅改性聚脂涂料等。
➢ 压型钢板是以冷轧钢板为基板，经镀锌或镀锌 后覆以彩色涂层再经过辊弯成型的波纹板材， 用于建筑屋面、墙面和楼板的建筑材料。
➢ 压型钢板按波高分高波板、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，墙板宜选用波高和波距较小的压型钢板。
压型钢板特点：
➢ 自重轻、强度高、刚度较大、抗震性能较好、施工安 装方便，易于维护更新，便于商品化、工业化生产的 特点。
c hb2 b3
b
➢ 单槽口对于上翼缘边和下翼缘边的截面模量 抵抗矩分别为：
上翼缘：
Wxs
Ix c
th
b1b2
2 3
b3
b2 b3
b
b32
下翼缘:
Wxx
Ix hc
th
b1b22 3b3Fra bibliotekb1 b3
b
b32
1.4.3 压型钢板的荷载和荷载组合
压型钢板用作屋面板的荷载：
➢ 永久荷载—压型钢板自重，采用保温板尚需考虑 保温层和防水层等自重；
屋面板檐口
屋脊
屋脊挡水处理
外墙板端部收边处理
为了延长压型钢板的使用寿命，防止硬物撞击，一
般在地面以上0.9～1.0m的范围内砌筑砌体结构墙 体。
砌体0.9-1.0米
为提高压型钢板的保温、隔热性，可采用聚
苯乙烯与两层压型钢板复合制成的夹心板， 如EPS板等。
聚酯（墙面）彩钢夹芯（EPS）板
压型钢板的厚度需另外注 明。
YX15-380-760X型
➢ 压型钢板根据波高的不同，一般分为低波板 (波高<30mm)、中波板(波高为30—70mm)和高 波板(波高>70mm)。波高越高，截面的抗弯刚 度就越大，承受的荷载也就越大。
➢ 屋面板一般选用中波板和高波板，中波板在实 际采用的最多。墙板常采用低波板,因高波板、 中波板的装饰效果较差，一般不在墙板中采用。
压型钢板的使用寿命：
➢ 压型钢板的使用寿命涉及钢板质量、成品保护、 建筑物使用环境等多种因素。
➢ 一般压型钢板使用期限在15-20年左右。当采 用无紧固件或咬合接缝构造压型钢板时，使用 寿命可达30年以上。
镀锌层
初涂层
精涂层
钢板基材
压型钢板截面及涂层示意图
压型钢板的选用原则:
➢ 优先选用带有彩色涂层和镀锌、铝的钢卷板。 ➢ 优先采用压型钢板定型产品。 ➢ 应在满足建筑功能、承载要求和方便施工的前
Iis 1.83t4
bs t
2
27100 fy
b 18 t
205/1
Iis 9t 4
1.4.5 压型钢板的强度和挠度计算
计算原则：压型钢板的强度和挠度取单槽口的 有效截面，按受弯构件计算。以檁条为支座， 按多跨连续梁进行计算。
（1）抗弯强度：
（2）腹板的剪应力：
当h t ＜ 100,
max
3Vmax 2 ht
fv
当h t 100,
cr
8550
h t
fv
cr
855000
h t2
（3）支座处腹板的局部受压承载力计算
R Rw
Rw t 2
fE 0.5
0.02lc / t
2.4
2
90
（4）同时承受弯矩M和支座反力R的截面，应满足
下列要求：
M / M u 1.0 R / Rw 1.0
压型钢板的荷载组合:
计算内力时，应主要考虑以下两种荷载组合：
➢ 1.2×永久荷载+1.4×max{屋面均布活荷载，雪
荷载}；
➢ 1.2×永久荷载+1.4×施工检修集中荷载换算值。
当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响时， 还应进行下式的荷载组合：
➢ 1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载。
屋面板、墙板的风荷载体型系数有专门规定
➢ 可变荷载—雪荷载、屋面均布活荷载、屋面检修 集中荷载、积灰荷载、风荷载等；
➢ 偶然荷载—地震作用、爆炸或其他意外荷载。
➢ 当按单槽口截面受 弯构件设计屋面板
时，需要将作用在
一个波距上的集中
荷载折算成板宽度
方向上的线荷载：
qre
F bpi
η－折算系数取0.5
进行上述换算，主要是考虑到相邻槽口的共同工作作用提 高了板承受集中荷载的能力。折算系数取η=0.5，相当 于在单槽口的连续梁上，作用了一个0.5F的集中荷载。
搭接长度限值：
屋面：
高波（波高 > 70mm）压型钢板：350mm 低波（波高 < 70mm）压型钢板：
屋面坡度 < 1/10时：250mm
屋面坡度 > 1/10时：200mm
墙面： 低波压型钢板：120mm
➢ 侧向搭接 搭接式： 扣和式
咬合式
压型钢板的搭接方式： ➢ 墙面压型钢板之间的侧向连接：一般采用搭接连
➢ 具有简洁、美观的外观，丰富多彩的色调以及灵活的 组合方式，是一种较为理想围护结构用材。
彩色钢卷板
彩钢板外墙面
应用在组合楼板的 镀锌压型钢板
压型钢板的应用：
➢ 广泛用于工业建筑、公共建筑物的屋面、墙面等 围护结构及建筑物内部的隔断；
➢ 还大量用作组合楼板或混凝土楼板，并作为承载 构件或永久性模板使用；
1.4.2压型钢板截面几何特性
➢ 计算单元:采用单槽口作为计算单元
➢ 线性元件算法: 压型钢板的厚度较薄且各板段厚度相等，因此可用其 板厚的中线来计算截面特性。这种计算法称为线性元 件算法
➢ 用∑b代表单槽口中线总长则： ∑b=b1+b2+2b3
➢ 这样，形心轴x与受压翼缘b1中线之间的距离是：
加劲肋尺寸包括两方面要求：
（1）两纵边均与腹板相连，或一纵边与腹板相连、另一 纵边与符合下式的中间加劲肋相连的受压翼缘，可按加 劲板计算其有效宽厚比:
Iis 3.66t 4
bs
2
27100
t
fy
I is 18t 4
bs 36 t
205 / 1
I is
b
（2）有一纵边与符合下式的边加劲肋相连的受压翼缘，可 按部分加劲板计算其有效宽厚比；
1.4.4 薄壁构件的板件有效宽度
允许板件受压屈曲：
➢ 压型钢板和用于檩条、墙梁的卷边槽钢和Z形钢都
属于冷弯薄壁构件，这类构件允许板件受压屈曲 并利用其屈曲后强度。
➢在其强度和稳定性计算公式中截面特性一般以有
效截面为准。
➢但对于对于翼缘宽厚比较大的压型钢板，设置尺
寸适当的中间纵向加劲肋，就可以保证翼缘受压 时全部有效。
提下，注意节约材料，提高压型钢板的覆盖率 和使用寿命。
➢ 压型钢板通常不适用于受有强烈侵蚀作用的场 合。对处于有较强侵蚀作用环境的压型钢板， 应进行有针对性的特殊防腐处理。
压型钢板的类型及应用：
按表面处 理方法分
镀锌钢板 彩色镀锌钢板 彩色镀铝锌钢板
仅适用于 组合楼板
适用于屋 面和墙面
（a） （c）
➢ (e)、(f)是近年来用在屋面上的板型，板和板、板与檩条的连接通过 支架咬合在一起，无需开孔，屋面上没有明钉，有效地解决了防水、 渗漏问题。
压型钢板的表示方法：
压型钢板板型的表示方法 为：YX波高－波距－有效 覆盖宽度。
如YX15-380-760即表示：
波高为15mm、波距为380mm、 板的有效覆盖宽度为760mm 的板型；
（b） （d）
（e）
（f）
压型钢板的截面形式