压型钢板设计.pptx

轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构一、概述一、概述1.1.压型钢板的定义：压型钢板的定义：压型钢板是将薄钢板压型钢板是将薄钢板(彩色薄钢板）经辊压彩色薄钢板）经辊压冷弯成冷弯成V V型、型、U U型、型、W W型等类似形状（见下页图），型等类似形状（见下页图），用于建筑屋面、墙面和楼板的建筑材料。用于建筑屋面、墙面和楼板的建筑材料。2.2.压型钢板特点：压型钢板特点：自重轻、强度高、刚度较大、抗震性能较好、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、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。工业化生产的特点。1.4.1 1.4.1 压型钢板的材料和截面形式压型钢板的材料和截面形式 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 彩色钢卷板彩色钢卷板具有简洁、美观的外观，丰富多彩的色调以及具有简洁、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。灵活的组合方式，是一种较为理想围护结构用材。轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构3.3.压型钢板的分类：压型钢板的分类：按波高分：按波高分：高波板、中波板高波板、中波板和和低波板；低波板；低波板（波高低波板（波高70mm）波高越高，截面的抗弯刚度就越大，承受的荷载也波高越高，截面的抗弯刚度就越大，承受的荷载也就越大。就越大。屋面板屋面板一般选用一般选用中波板中波板和和高波板。高波板。按表面处按表面处理方法分理方法分 镀锌钢板镀锌钢板 彩色镀锌钢板彩色镀锌钢板 彩色镀铝锌钢板彩色镀铝锌钢板 仅适用于仅适用于组合楼板组合楼板 适用于屋适用于屋面和墙面面和墙面 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构彩钢板外墙面彩钢板外墙面 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构应用在组合楼板的镀锌压型钢板应用在组合楼板的镀锌压型钢板 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 4.4.压型钢板的应用：压型钢板的应用：广泛用于工业建筑、公共建筑物的屋面、墙广泛用于工业建筑、公共建筑物的屋面、墙面等围护结构及建筑物内部的隔断；面等围护结构及建筑物内部的隔断；大量用作组合楼板或混凝土楼板，并作为承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；载构件或永久性模板使用；在大中型工业厂房、仓库以及体育馆、影剧在大中型工业厂房、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，压型钢板的使用房屋等工业与民用建筑中，压型钢板的使用正日趋广泛。正日趋广泛。轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 5.5.彩色压型钢板的构成（材料）：彩色压型钢板的构成（材料）：由由基材、镀层基材、镀层和和涂层涂层三部分组成三部分组成 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 7.7.压型钢板的选用原则压型钢板的选用原则:优先采用压型钢板定型产品。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提下，应在满足建筑功能、承载要求和方便施工的前提下，注意节约材料，提高压型钢板的覆盖率和使用寿命。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。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。针对性的特殊防腐处理。6.6.压型钢板的使用寿命：压型钢板的使用寿命：压型钢板的使用寿命涉及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。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一般压型钢板使用期限在8-158-15年左右。年左右。轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 8.8.压型钢板的截面形式压型钢板的截面形式 ：压型钢板的截面形式（板型）压型钢板的截面形式（板型）较多，国内生产的轧机已能生产几十种板型，但真正在较多，国内生产的轧机已能生产几十种板型，但真正在工程中应用较多的板型也就十几种。工程中应用较多的板型也就十几种。1 1）几种常见压型钢板的截面形式。）几种常见压型钢板的截面形式。(a)(a)(b)(b)(c)(c)(d)(d)(e)(e)(f)(f)图图1-201-20压型钢板的截面形式压型钢板的截面形式 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构上图（上图（a）、（）、（b）是早期的压型钢板板型，截面）是早期的压型钢板板型，截面形式较为简单，板和檩条、墙梁的固定采用钩头形式较为简单，板和檩条、墙梁的固定采用钩头螺栓和自攻螺钉、拉铆钉。当作屋面板时，因板螺栓和自攻螺钉、拉铆钉。当作屋面板时，因板需开孔，所以防水问题难以解决，目前已不在屋需开孔，所以防水问题难以解决，目前已不在屋面上采用。面上采用。（c）、（d）是属于带加劲的板型，增加了压型是属于带加劲的板型，增加了压型钢板的截面刚度，用作墙板时加劲产生的竖向线钢板的截面刚度，用作墙板时加劲产生的竖向线条还可增加墙板的美感。条还可增加墙板的美感。(e)、(f)是近年来用在屋面上的板型，其特点是板是近年来用在屋面上的板型，其特点是板和板、板与檩条的连接通过支架咬合在一起，板和板、板与檩条的连接通过支架咬合在一起，板上无需开孔，屋面上没有明钉，从而有效地解决上无需开孔，屋面上没有明钉，从而有效地解决了防水、渗漏问题。了防水、渗漏问题。轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 2 2）压型钢板的表示方法：）压型钢板的表示方法：压型钢板板型的表示方法为：压型钢板板型的表示方法为：YXYX波高波高-波距波距-有效覆盖宽度。有效覆盖宽度。如如YX15-380-760YX15-380-760即表示：即表示：波高为波高为15mm15mm、波距为、波距为380mm380mm 、板的有效覆盖宽度为、板的有效覆盖宽度为760mm760mm 的板型；的板型；压型钢板的厚度需另外注明。压型钢板的厚度需另外注明。YX15-380-760XYX15-380-760X型型 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构1.4.21.4.2 压型钢板截面几何特性压型钢板截面几何特性计算方法：线性元件算法计算方法：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。这种计算法可用其板厚的中线来计算截面特性。这种计算法称为称为线性元件算法。线性元件算法。以此算得的截面特性以此算得的截面特性A、I，乘以板厚，乘以板厚t，便是单，便是单槽截面的各几何特性值。槽截面的各几何特性值。轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 用用b b代表单槽口中线总长则：代表单槽口中线总长则：b=b1+b2+2b3 则形心轴则形心轴x与受压翼缘与受压翼缘b1中线之间的距离是：中线之间的距离是：计算单元计算单元:采用采用单槽口单槽口作为计算单元作为计算单元 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构单槽口对于上翼缘边和下翼缘边的截面模量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：抵抗矩分别为：上翼缘：上翼缘：下翼缘下翼缘:轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构线性元件法计算线性元件法计算是按折线截面原则进行的，略去是按折线截面原则进行的，略去了各转折处圆弧过渡的影响。了各转折处圆弧过渡的影响。精确计算表明：精确计算表明：其影响在其影响在0.50.5-4.5-4.5，可以略，可以略去不计。去不计。当板件的受压部分为部分有效时，应采用当板件的受压部分为部分有效时，应采用有效宽有效宽度代替它的实际宽度。度代替它的实际宽度。说明：说明：轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构一、压型钢板的荷载一、压型钢板的荷载 1.1.永久荷载永久荷载 2.2.可变荷载可变荷载 除均布活荷载、雪荷载和积灰荷载外，还有施工除均布活荷载、雪荷载和积灰荷载外，还有施工检修荷载（检修荷载（1kN1kN的集中荷载）。的集中荷载）。当按当按单槽口单槽口截面受弯构截面受弯构件设计屋面板时，需要将作用在一个件设计屋面板时，需要将作用在一个波距上的集中荷载折算成板宽度方向波距上的集中荷载折算成板宽度方向上的线荷载：上的线荷载：1.4.3 1.4.3 压型钢板的荷载和荷载组合压型钢板的荷载和荷载组合折算系数取折算系数取0.50.5 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构1.1.设计或选用屋面压型钢板时，应考虑风吸力引起截面设计或选用屋面压型钢板时，应考虑风吸力引起截面应力反号的影响，此时，不计入风吸力外所有可变荷应力反号的影响，此时，不计入风吸力外所有可变荷载效应的影响，构件自重的荷载分项系数取作载效应的影响，构件自重的荷载分项系数取作1.01.0。说明：说明：2.2.对检修集中荷载进行换算，主要是考虑到相邻槽口的对检修集中荷载进行换算，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。共同工作作用提高了板承受集中荷载的能力。3.3.屋面板和墙板的风荷载体型系数不同于刚架计算，应屋面板和墙板的风荷载体型系数不同于刚架计算，应按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102-CECS102-20022002取用（见下页图表）。取用（见下页图表）。轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构二二.压型钢板的荷载组合压型钢板的荷载组合:1.计算钢板内力时，应主要考虑以下两种荷载组合：计算钢板内力时，应主要考虑以下两种荷载组合：1.21.2永久荷载永久荷载+1.4max+1.4max屋面均布活荷载，雪荷载屋面均布活荷载，雪荷载；1.21.2永久荷载永久荷载+1.4+1.4施工检修集中荷载换算值。施工检修集中荷载换算值。2.2.当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响时，还应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：进行下式的荷载组合：1.01.0永久荷载永久荷载+1.4+1.4风吸力荷载。风吸力荷载。轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构一、对于翼缘宽厚比较大的压型钢板（如图一、对于翼缘宽厚比较大的压型钢板（如图1-20 中中c、d截面截面），设置），设置适当尺寸适当尺寸的中间纵向加劲肋，就可以保的中间纵向加劲肋，就可以保证翼缘受压时全部有效。证翼缘受压时全部有效。加劲肋适当尺寸为加劲肋具加劲肋适当尺寸为加劲肋具有足够的刚度，包括以下两方面要求：有足够的刚度，包括以下两方面要求：1.1.中间加劲肋应符合以下公式要求：中间加劲肋应符合以下公式要求：1.4.4 1.4.4 薄壁构件的板件有效宽度薄壁构件的板件有效宽度Iis:中间加劲肋截面对平行于被加劲板之重心轴的惯性矩；中间加劲肋截面对平行于被加劲板之重心轴的惯性矩；bs：子板件的宽度；：子板件的宽度；t：板件的厚度：板件的厚度 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构对边缘加劲肋：对边缘加劲肋：其惯性矩其惯性矩 Ies要求不小于中间加劲肋要求不小于中间加劲肋的一半，计算时在以上公式中用的一半，计算时在以上公式中用b代替代替bs 2 2.中间加劲肋的间距不能过大，即满足：中间加劲肋的间距不能过大，即满足：对于设置边加劲肋的受压翼缘宽厚比应满足下式：对于设置边加劲肋的受压翼缘宽厚比应满足下式：受压翼缘的压应力设计值受压翼缘的压应力设计值 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构二、对于不符合以上要求的压型钢板应允许板件受压二、对于不符合以上要求的压型钢板应允许板件受压 屈曲并利用其屈曲后强度屈曲并利用其屈曲后强度1.1.压型钢板和用于檩条、墙梁的卷边槽钢和压型钢板和用于檩条、墙梁的卷边槽钢和Z Z形钢都属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，有关受压板件的有效受压宽度参考其屈曲后强度，有关受压板件的有效受压宽度参考冷弯薄壁型钢结构技术规范冷弯薄壁型钢结构技术规范5.6.15.6.1条确定。条确定。2.2.在其强度和稳定性计算公式中截面特性一般以在其强度和稳定性计算公式中截面特性一般以有效截有效截面面为准。为准。轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 计算原则：计算原则：压型钢板的强度和挠度取单槽口的有效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。内力分析时把檩条视为压型钢截面，按受弯构件计算。内力分析时把檩条视为压型钢板的支座，考虑不同荷载组合，按多跨连续梁进行计算。板的支座，考虑不同荷载组合，按多跨连续梁进行计算。1.1.压型钢板腹板的剪应力计算：压型钢板腹板的剪应力计算：当当时时当当时时1.4.5 1.4.5 压型钢板的强度和挠度计算压型钢板的强度和挠度计算 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构2.2.压型钢板支座处腹板的局部受压承载力计算压型钢板支座处腹板的局部受压承载力计算3.3.压型钢板同时承受弯矩压型钢板同时承受弯矩M M和支座反力和支座反力R R的截面，应的截面，应满足下列要求：满足下列要求：4.4.压型钢板同时承受弯矩和剪力的截面，应满足下压型钢板同时承受弯矩和剪力的截面，应满足下 列要求：列要求：轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构式中：式中：Rw 一块腹板的局部受压承载力设计值；一块腹板的局部受压承载力设计值；系数，中间支座取系数，中间支座取0.12，端部支座取，端部支座取0.06；t 腹板厚度；腹板厚度；lc 支座处支承长度，支座处支承长度，10mmlc200mm，端部支座，端部支座 可取可取10mm；腹板倾角（腹板倾角（）；）；Mu 截面的抗弯承载力设计值，截面的抗弯承载力设计值，；Vu 截面的抗剪承载力设计值，截面的抗剪承载力设计值，；轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构5.5.压型钢板的挠度限值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：压型钢板的挠度与跨度之比不应超过下列限值：屋面板：屋面板：墙面板：墙面板：屋面坡度屋面坡度1/2070mm70mm）压型钢板：）压型钢板：350mm350mm 低波（波高低波（波高70mm70mm）压型钢板：）压型钢板：当屋面坡度当屋面坡度1/101/101/10时：时：200mm200mm 墙面墙面：（低波）压型钢板：（低波）压型钢板：120mm120mm 屋面屋面：1.4.6 1.4.6 压型钢板的构造规定压型钢板的构造规定 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构5.5.屋面压型钢板侧向可采用屋面压型钢板侧向可采用搭接式、扣合式搭接式、扣合式或或咬合式咬合式等等连接方式。连接方式。墙面压型钢板之间的侧向连接：墙面压型钢板之间的侧向连接：一般采用搭接连接，搭接宽度一般采用搭接连接，搭接宽度通常为半波。通常为半波。屋面压型钢板之间的侧向连接：屋面压型钢板之间的侧向连接：有搭接和咬边连接两种。有搭接和咬边连接两种。搭接宽度视压型钢板规格而定，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。可仅搭接半波，也可搭接一波半。轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构屋面、墙面压型钢板的侧向搭接方向应与主导风向一屋面、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。致，如下图所示。屋面压型钢板的长向搭接：应将靠近屋脊方向的板件置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。于上方，并在搭接部位设置防水密封带，以利防水。轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构辅设高波压型钢板屋面时应在檩条上设置固定支架，辅设高波压型钢板屋面时应在檩条上设置固定支架，固定支架用自攻螺钉或射钉与檩条连接，通常每波设固定支架用自攻螺钉或射钉与檩条连接，通常每波设置一个；置一个；屋面低波压型钢板及墙面压型钢板采用钩头螺栓或自屋面低波压型钢板及墙面压型钢板采用钩头螺栓或自攻螺钉直接与檩条或墙梁连接，可每波设置一个，也攻螺钉直接与檩条或墙梁连接，可每波设置一个，也可每隔一波设置一个，但每块压型钢板不得少于可每隔一波设置一个，但每块压型钢板不得少于3 3个个连接件，搭接波处必须设置连接件；连接件，搭接波处必须设置连接件；轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构