轻钢结构厂房构造

轻钢结构厂房构造

1 概述

概念：轻型钢结构是在普通钢结构的基础上发展起来的一种新型结构形式，它包括所有轻型屋面下采用的钢结构。

特点：有较好的经济指标。不仅自重轻、钢材用量省、施工速度快，而且

它本身具有较强的抗震能力，并能提高整个房屋的综合抗震性能。

组成：由基础梁、柱、檩条、层面和墙体组成（图1）。

图1 轻钢结构

承重结构：一般采用门式刚架(图2)、屋架(图3)和网架(图4) 为承重结构，其上设檩条、屋面板(或板檩合一的轻质大型屋面板)，下设柱(对刚架则梁柱合一)、基础，柱外侧有轻质墙架，柱内侧可设吊车梁。

门式刚架

2.1 刚架的形式及特点

形式：刚架结构是梁、柱单元构件的组合体，其形式应用较多的为单跨、

双跨或多跨的单、双坡门式刚架(根据需要可带挑檐或毗屋)，如图5所示。

图5 门式刚架的形式

图4 网架(二)

图4 网架(一) 图3 屋架

图2 门式刚架

特点：

1、采用轻型屋面，不仅可减小梁柱截面尺寸，基础也相应减小。

2、在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面，为长坡面排水创造了条件。

3、刚架的侧向刚度有檩条的支撑保证，省去纵向刚性构件，并减小翼缘

宽度。

4、刚架可采用变截面，截面与弯矩成正比；变截面时根据需要可改变腹

板的高度和厚度及翼缘的宽度，做到材尽其用。

5、刚架的腹板可按有效宽度设计，即允许部分腹板失稳，并可利用其屈

曲后强度。

6、竖向荷载通常是设计的控制荷载，但当风荷载较大或房屋较高时，风

荷载的作用不应忽视。在轻屋面门式刚架中，地震作用一般不起控制作用。

7、支撑可做得较轻便。将其直接或用水平节点板连接在腹板上，可采用

张紧的圆钢。8、结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高。

2.2 门式刚架节点构造

2.2.1 横梁和柱连接及横梁拼接

门式刚架横梁与柱的连接，可采用端板竖放（图6(a)）、端板斜放（图6(b)）和端板平放（图6(c)）。横梁拼接时宜使端板与构件外缘垂直（图

6(d)）。

图6 刚架横梁与柱的连接及横梁的拼接

主刚架构件的连接应采用高强度螺栓，吊车梁与制动梁的连接宜采用

高强度螺栓摩擦型连接。

2.2.2 刚架柱脚

门式刚架轻型房屋钢结构的柱脚宜采用平板式铰接柱脚。当有必要

时，也可采用刚性柱脚。

2.2.3 牛腿

牛腿的构造见图9。

图9 牛腿的节点构造

3 屋架

3.1 屋架的结构形式

屋架的结构形式主要取决于所采用的屋面材料和房屋的使用要求。

轻型钢屋架：以三角形屋架、三角拱屋架和梭形屋架为主。与普通钢屋架的设计方法原则相同，只是轻型钢屋架的杆件截面尺寸较小，连接构造和使用条件稍有不同。轻型梯形屋架：如图10，属平坡屋架，屋面系统空间刚度大，受力合力，施工方便。屋架跨度一般为15～30m，柱距6～12m，通常以铰接支承于混凝土柱顶。屋架的杆件材料一般采用角钢、T型钢、热轧H型钢或高频焊接轻型H型钢以及冷弯薄壁型钢(截面见图11)。双角钢可组成T形或十字形截面。

图10 轻型梯形钢屋架

图 11 冷弯薄壁型钢屋架杆件截面

4 檩条

4.1 檩条的形式

檩条宜优先采用实腹式构件，也可采用空腹式或格构式构件。檩条一般为单跨简支构件，实腹式檩条也可是连续构件。

4.1.1 实腹式檩条

包括槽钢檩条、高频焊接轻型H型钢檩条、卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条、卷边Z形冷弯薄壁型钢檩条（直卷边Z形和斜卷边Z形），其截面形式如图13所示。

图13 实腹式檩条

4.1.2 空腹式檩条

由角钢的上、下弦和缀板焊接组成，其主要特点是用钢量较少，能合

理地利用小角钢和薄钢板，因缀板间距较密，拼装和焊接的工作量较大，

故应用较少。

4.1.3 格构式檩条

可采用平面桁架式、空间桁架式及下撑式檩条。

4.2 檩条的连接构造

4.2.1 檩条在屋架(刚架)上的布置和搁置

1、为使屋架上弦杆不产生弯矩，檩条宜位于屋架上弦节点处。当采用内

天沟时，边檩应尽量靠近天沟。

2、实腹式檩条的截面均宜垂直于屋面坡面。对槽钢和Z形钢檀条，宜将上翼缘肢尖(或卷边)朝向屋脊方向，以减小屋面荷载偏心而引起的扭矩。

3、桁架式檩条的上弦杆宜垂直于屋架上弦杆，而腹杆和下弦杆宜垂直于

地面。

4、脊檩方案。

实腹式檩条应采用双檩方案，屋脊檩条可用槽钢、角钢或圆钢相连，

见图14。桁架式檩条在屋脊处采用单檩方案时，虽用钢量较省，但檩条型号增多，构造复杂，故一般以采用双檩为宜。

图14 脊檩方案(双檩)

4.2.2 檩条与屋面的连接

檩条与屋面应可靠连接，以保证屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转的

作用，这对一般不需验算整体稳定性的实腹式檩条尤为重要。

檩条与压型钢板屋面的连接，宜采用带橡胶垫圈的自攻螺钉。

4.2.3 檩条的拉条和撑杆

拉条和撑杆的布置参见图15，互相采用螺栓连接。

图15 拉条和撑杆布置图

5 轻型围护结构

5.1 轻型墙面屋面类型

5.1.1 压型钢板

采用热镀锌钢板或彩色镀锌钢板，经辊压冷弯成各种波型，具有轻质、高强、美观、耐用、施工简便、抗震、防火等特点。

5.1.2 太空板

以高强水泥发泡工艺制成的人工轻石为芯材，以玻璃纤维网(或纤维束)增强的上下水泥面层及钢(或混凝土)边肋复合而成的新型轻质墙面和

屋面板材，具有刚度好、强度高、延性好等特点，有良好的结构性能和工

程应用前途。

5.1.3 加气混凝土屋面板

是一种承重、保温和构造合一的轻质多孔板材，以水泥(或粉煤灰)、矿渣、砂和铝粉为原料，经磨细、配料、浇筑、切割并蒸压养护而成，具

有质量轻、保温效能好、吸声好等优点。因系机械化生产，板的尺寸准确，表面平整，一般可直接在板上铺设卷材防水，施工方便。

5.2 压型钢板墙面和屋面节点构造

5.2.1 轻型彩色涂色压型钢板墙面节点构造

压型钢板墙面的构造主要解决的问题是：固定点要牢靠、连结点要密封、门窗洞口要做防排水处理。

主要节点包括单块墙板的构造、墙面板的连接构造、墙面板的转角构造、墙身的窗洞口构造。

5.2.2 轻型彩色涂层压型钢板屋面节点

主要包括挑檐檐口节点、内天沟节点、屋脊节点、女儿墙泛水节点、屋面变形缝节点

本讲小结

1.单层厂房外墙主要起围护作用，目前使用比较广泛的有砌体墙、大型

板材、轻

质板材三大类。大型板材墙的墙板布置方式有横向、竖向和混合布置，它与柱子的连接分柔性连接和刚性连接；轻质板材墙按材料分有石棉水泥波瓦、镀锌铁皮波瓦、塑料波瓦、压型钢（铝）板、玻璃钢波瓦、彩色压型

钢板复合板等。

2.厂房屋面排水方式和民用建筑一样，分无组织排水和有组织排水两种。

按屋面

部位不同，可分屋面排水和檐口排水两部分，其排水方式应根据气候条件、厂房高度、生产工艺特点、屋面面积大小等因素综合考虑。

3.厂房屋面柔性防水节点重点要处理好泛水、接缝、檐口、天沟等部位。

钢筋混

凝土构件自防水屋面也是大型厂房屋面的常用形式，其缝的处理有嵌缝式、脊带式和搭盖式。

4. 工业厂房地面的组成与民用建筑基本相同，也是由面层、垫层和地基

组成。附加层次有结合层、找平层、防水(潮)层、保温层和防腐蚀层等。另外，要特别注意一些特殊部位的构造处理，如地面的缩缝和分格缝、地面接缝的处理，以及地沟。其它的，还要解决好厂房地面的排水和坡道的

设置。

5. 轻型钢结构是一种近几年来发展起来的一种新型结构形式除基础以外，

整个轻型钢结构都是由型钢组成的钢结构。这种钢结构的形式一般采用门

式刚架、屋架和网架。

6. 门式刚架是梁、柱单元构件的组合体。由单跨、双跨或多跨等多种形

式。梁柱构件之间多用高强螺栓连接。

7. 轻型钢结构屋架，跨度一般为15-30m，柱距为6-12m。屋架杆件材料

一般采用

角钢、T型钢、H型钢及冷弯薄壁型钢，构件之间多系用焊接形式。

8. 檩条一般采用实腹式模钢、H型钢、卷边模形冷弯薄壁型钢、卷边Z 型冷弯薄壁型钢。

9. 轻型钢结构屋面通常采用压型钢板、太空板、加气混凝土板形式。