钢结构构造与识图（第2版） 课件 单元9 门式刚架围护结构构造与识图

单元9门式刚架围护结构构造与识图课题1门式刚架屋面系统构造与识图（掌握）课题2门式刚架墙面系统构造与识图（掌握）课题3门式刚架围护结构的保温隔热（理解）课题4门式刚架围护结构的采光与通风（了解）课题5门式刚架屋面排水构造与识图（了解）课题6门式刚架压型钢板规格与连接详图（熟读）课题7门式刚架门窗分类（了解）概述以门式刚架为代表的轻钢建筑的屋面是指由金属屋面板、檩条及保温隔热层等组成的屋面围护系统。轻钢建筑的墙面是指由金属墙面板、墙梁及保温隔热层组成的墙面围护系统。根据建筑设计要求可以分为：

——不保温、保温、隔热、单一和复合型屋面围护结构。此外还可以在屋面附设天窗采光窗和通风器（气楼）；墙面上可以设置门、窗等。主材用压型钢板，隔热、保温材料和附设的采光通风装置都必须采用轻质建筑材料制作，且满足防水、隔热、保温、声响、通风等建筑功能要求。由于压型钢板形状各异、颜色五彩缤纷，使建筑物充满新意。图9-1

不种形状和颜色的金属屋面板、墙面板课题1门式刚架屋面系统构造与识图（重点）

屋顶构造设计重点解决：

——屋顶的防水、防火、防风、保温、隔热等问题。屋顶是房屋上层的承重结构：（强度、刚度和稳定性）

——承受自重、屋面活荷载（主要作用）一般门式刚架等轻钢建筑常见的屋顶形式为坡屋顶，坡度一般为1/8~1/20。

轻型钢结构屋面材料具有轻质、高强、耐久、耐火、保温、隔热、隔声、抗震、防风及防水等性能。同时要求构造简单，施工方便，并能工业化生产：课题1门式刚架屋面系统构造与识图（重点）目前在国内外普遍使用的是压型钢板、复合保温板。从保温隔热方面考虑：从单板到复合板。从防水方面考虑：从低波纹到高波纹屋面；

——从自攻螺丝连接到暗扣式连接。以上几个方面发展，逐步满足了业主对金属屋面要求，进一步推动了金属屋面应用和发展。课题1门式刚架屋面系统构造与识图（重点）压型钢板屋面组成：

—屋面上层压型钢板、下层压型钢板、保温材料、采光材料、屋面开洞及屋面泛水收边、檩条等。如图9-2金属压型钢板屋面系统图图9-2金属压型钢板屋面构造示意课题1门式刚架屋面系统构造与识图（重点）9.1.1屋面压型钢板（单层金属压型板）压型钢板是轻型屋面有檩体系中应用最广泛的屋面材料。1、简介压型钢板：以冷轧薄钢板为基板，经热镀锌或镀铝后覆以彩色涂层再经辊压冷弯成型ｖ形、Ｕ形、梯形等。（GB/T12755-2008

建筑用压型钢板

GB50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范）

GB/T12754-2006《彩色涂层钢板及钢带》压型钢板具有成型灵活、施工速度快、外观美观、高强、重量轻、耐用、抗震、防火、易于工业化、商品化生产等特点。2．屋面压型钢板有关构造单层压型钢板：基板板厚：0.4～1.6mm板长定尺：1.5m～

12m自重约为5～

12kg／m2

，传统结构比它重20到30倍。当有保温隔热要求时，可采用双层钢板中间夹保温层。单层压型钢板+保温层+檩条=屋面全部自重=20kg／m2

左右9.1.1屋面压型钢板（单层金属压型板）

压型钢板重要参数：（补充有效宽度、利用率概念）

代号：YX；波高H；波距S；板厚t；有效覆盖宽度B。其形状如（1）波距S，模数为：50～300，50进位制。（2）有效宽度尺寸B：300，450，600，750，900，1000等（3）压型钢板选择应考虑到屋面坡度，

——当坡度较小时，尽量采用高波纹屋面板。——见教材表格2．屋面压型钢板有关构造9.1.1屋面压型钢板（单层金属压型板）（4）压型钢板：腹板与翼缘夹角不宜小于45°。（5）压型钢板：宜用长尺板材。（6）压型钢板长向搭接应与檩条有可靠连接，

搭接长度须满足规范要求：

——波高大于70mm的高波纹压型钢板，搭接长度不宜小于350mm

。

——波高小于70mm的低波纹压型钢板，搭接长度不宜小于250mm

。且在搭接处须设置密封胶带。2．屋面压型钢板有关构造9.1.1屋面压型钢板（单层金属压型板）（7）压型钢板侧向连接有不同方式，详见后文。2．屋面压型钢板有关构造9.1.1屋面压型钢板（单层金属压型板）（8）压型钢板长向和侧向连接时均须有可靠连接。（9）施工时连接件尽量设置在波峰处。2．屋面压型钢板有关构造9.1.1屋面压型钢板（单层金属压型板）节小结熟悉金属屋面系统结构组成掌握压型钢板构造要求、板型规格、参数等。休息9.1.2复合保温板构造与规格（掌握）单层压型钢板很薄，0.6mm左右，不能满足保温隔热。复合保温板（两大类）：

1、工厂复合保温板

2、现场复合保温板对一般工业厂房，可选用50～100mm厚度对于冷库或保鲜库等对隔热有特殊要求的建筑

——应适当增加保温棉厚度。9.1.2复合保温板构造与规格（掌握）1．工厂复合保温板1）简介工厂复合保温板：也称复合板、夹芯板

——“2+1”（“三明治”）

面层：内、外两层彩板芯材：聚苯乙烯泡沫等通过高强度粘合剂粘合芯材与面层而成的板材（图9-4）1）简介：——全部在工厂里面加工制作好送料、压型、滴胶、加热、修边、开槽、切断而成板材。能生产厚40-300mm、宽1000-1200mm的夹芯复合板

1．工厂复合保温板1．工厂复合保温板：（应用）2）具体构造要求（1）复合板：如---面板0.6mm单层彩板，

内板有时0.4mm（须经计算满足）

——外板宜选择高波彩板；

——内板为低波彩钢板；

——芯材为阻燃性：

聚苯乙烯泡沫（EPS，容重≥18kg/m3）

聚氨酯（PU，容重≥30kg/m3

）

玻璃纤维棉（Glassfiber，容重20-30kg/m3

）

岩棉（RW，容重≥100kg/m3

）等保温材料。1．工厂复合保温板最新型XPS挤塑式聚苯乙稀（2）保温材料：应有力学性能、导热性、吸水性、阻燃性等要求。面板与芯材间粘结所用粘结剂，具有粘结强度高、固化时间短、耐低温及抗热、自熄等性能。

——粘结强度越大越好，导热系数越小越好。2）具体构造要求1．工厂复合保温板（3）复合板常用板厚（mm）：

40、50、60、75、80、100、150、200、250等

——选材时应根据使用要求由热工计算确定板厚。对冷库、保鲜库等有较高保温要求应用较厚复合板。2）具体构造要求1．工厂复合保温板（4）在制作、运输和施工许可的条件下

——应采用长尺复合板：

以减少接缝防止渗漏和提高保温性能。2）具体构造要求1．工厂复合保温板表9-10夹芯板允许最大跨度

（控制挠度为）

（5）接缝处理是否合理决定着整个屋面的防水效果。根据连接方式，复合板侧向连接有：工字铝连接式（图2-57a）企口插入式(图2-57b)2）具体构造要求1．工厂复合保温板（6）复合板用扣件或搭接连接。长向两块板接缝处：

——上下两块屋面板上表面应搭接在支座上，搭接长度为200～250mm。（每块板在支座支承长度≥50mm）

（坡度大于等于10%为200mm，坡度小于10%为250mm）2）具体构造要求1．工厂复合保温板（7）复合板采用扣件或搭接连接。长向两块板接缝处：搭接钢板部分用拉铆钉连接，搭接处用密封胶带密封（图9-6）外露部分由拉铆钉连接，四周均须涂密封胶。（2）具体构造要求1．工厂复合保温板g.建筑物边缘处均须进行包角处理：如包角板、角铝、槽铝、门框铝或窗框铝以及各种彩钢扣件、泛水板等。g.建筑物边缘处均须进行包角处理：如包角板、角铝、槽铝、门框铝或窗框铝以及各种彩钢扣件、泛水板等。2．现场复合保温板（1）适用情况有些情况下，须用现场复合，如：须包檩时或只要上面板和保温层；

——由于檩条是现场安装的，这就要求复合板也要现场制作(图2-59)。

图2-59现场复合保温板现场复合保温板：（由上到下有两类方式）

a.单层压型板+保温层+下托不锈钢丝网片，

b.单层压型板+保温层+单层压型板，

保温层：——聚苯乙烯、聚氨脂、玻璃纤维保温棉、岩棉等一、屋面系统构造2．现场复合保温板（2）现场复合与工厂复合保温板比较，

有以下几方面优点和缺点：现场保温复合板的优点：第一，檩条可不外露；整齐美观。第二，保温效果好。现场保温复合板的缺点：第一，现场复合工作量大，高空作业，

——施工难度较大第二，受力不如工厂复合板好。小结1、门式刚架屋面系统组成？2、现场复合保温板与工厂复合保温板区别？作业：1、复习和预习2、工厂与现场复合保温板做法与优缺点？谢谢大家！再见！2009（四）金属屋面板的连接第六节围护结构1．连接类型金属屋面板的连接:板与板间的连接类型直接影响屋面防水。金属屋面板常用连接型式（四）金属屋面板的连接（1）搭接连接（2）平接连接（3）扣件连接（4）直立缝连接**（1）搭接连接常用螺钉连接的屋面：（图2-60a、图2-61a），上下两块屋面板叠在一起，然后用自攻螺丝加以连接，在搭接板缝处设置滞水带。图2-61a图2-60a搭接缝螺钉连接方法现场施工方便，较经济

——曾是金属屋面连接主要形式。但漏水现象严重，漏水位置难确定，给使用和维修带来麻烦。

产生漏水原因主要因素：第一、自攻螺丝暴露在外，与屋面板之间连接存有孔洞，周围的密封胶密封质量不能保证；第二、自攻螺丝周围的密封胶存在老化问题。（1）搭接连接对于低波屋面板，可不设固定支架，用自攻螺丝在波峰处直接与檩条连接。补充图低波屋面板横向、纵向搭接（补充）高波纹屋面板搭接，须固定支架：用自攻螺丝或射钉将固定架与檩条连接，每波设置一个。补充图高波纹屋面板搭接（横向、纵向）（2）平接连接这种连接方法是将相邻两块屋面板弯180°，并将它们折扣起来（图2-61b）由于加工安装麻烦，这种连接方式很少采用。（3）扣件连接金属屋面接缝处、屋脊处、伸缩缝处：用扣件将接缝两侧金属屋面板连接，再涂密封胶防水，扣件形式见图2-61。脊瓦－Ａ型脊瓦－Ｂ型（4）直立缝连接**直立缝连接也称隐藏咬合式连接

——金属屋面的主要连接形式。（图2-61f）。(f)直立缝（一）

将接缝两侧金属板扣接在一起，并搁置在固定支架上。用自攻螺丝或射钉将固定支架连于檩条，固定支架须与压型钢板的波形相匹配（图2-61g）直立缝（二）（g）为防止屋面板滑移：

—在有檩条处须设固定连接件，且在此连接件上有允许屋面板位移的滑槽（图2-61）——防撕裂。直边锁缝式屋面板连接直边锁缝式屋面安装节点（二）（a）屋面板规格（b）屋面板安装节点（c）屋面板固定夹（隐藏式咬边式）补充图（隐藏式咬边式）扣合式屋面安装节点（一）——靠自身弹力扣紧（a）屋面板规格（b）屋面板安装节点（c）屋面板固定夹（隐藏式扣合式）这种隐藏式扣合式屋面板构造特点及要求：1、通过固定架连接，基本不露钉2、板的屈服强度大于550MPa3、波高较高（40mm以上）4、可避免温度胀缩开裂5、檐口等边缘部位须用自攻钉钉紧6、这种板可做出弧度等造型屋面。

——相比隐藏式咬边式屋面板，包檩式复合保温板屋面非包檩式复合保温板屋面补充工程现场图片彩钢卷开卷进入压型机成型后切断成型板材（直立缝式）檩托节点（z型檩条）下层板与采光板、小z型钢檩条小z型檩条上的：固定支架（带滑槽）小z型檩条上的：固定支架：固定上层板及保温层节点上层板、保温棉、下层板、小z型钢檩条节点构造保温棉卷保温棉出厂合格证（五）屋面开洞的方式及防水处理钢结构房屋由于采光、通风或工艺的要求，在屋面上需要开孔洞：安装采光板、通风器或工业设备。屋面开洞是造成屋面漏水的最主要原因。处理好屋面开洞最为重要。1．屋脊开洞

屋脊处开洞主要是有三种情况：屋脊处安装天窗（通风气楼）屋脊处安装圆形通风器屋脊处安装矩形通风器

这三种情况泛水处理较容易，都属于下挡水泛水，而其中天窗属于轻钢结构高低跨，泛水处理技术较成熟2．屋面开洞屋面开洞一般是由于工艺需要而在屋面上切开的孔洞，比如从车间里伸出的烟囱，就需要开洞。烟囱太高，还需三、四个方向的拉索，需开洞让拉索从屋面上穿过。车间内的烟气排放需在屋面安装多个风机也需要屋面开洞。屋面开洞有三种泛水处理：即上挡水泛水、下挡水泛水、侧挡水泛水。2.屋面开洞有两种情况：

（1）孔直径或边长较小的孔洞这类孔洞大都在梁上伸出一根圆钢管、拉索或直接从设备上伸出一根工艺管等。在开洞处涂硅酮胶来防水。国外一种DEKTITE(德泰盖)的轻钢配件，较彻底地解决了小孔洞的泛水问题。DEKTITE安装示意图DEKTITE安装示意图（2）开孔尺寸较大的孔洞屋面上安装排烟通风设备较大孔洞开洞方法是：

——在工厂预制好风机底座、将泛水裙板与底座做成一体、将底座直接安装在屋面上裙板有压型板和平板两种。如果裙板是平板，则需在屋面上使用密封堵头2.屋面开洞有两种情况：预制风机底座安装为避免洞口上方波槽积水，可设置波槽盖板。波槽盖板从洞口上方做起，直至屋脊，与屋脊板连接。洞口尽可能靠近屋脊开设——可减少波槽盖板用量。3．屋面防水构造金属压型板屋面渗漏的主要原因是搭接缝。由于加工制造、运输堆放、施工安装影响的渗漏。暴露在大气中的屋面板温度变化的伸缩变形，造成屋面板翘曲、连接松动、撕裂，加剧屋面渗漏、锈蚀。因此搭接构造是防水的关键。在一般压型金属板屋面中容易引起漏水的部位是：板材的：纵向及横向接缝、天沟、山墙、天窗侧壁、出屋面洞口、通风屋脊及高低跨处。3．屋面防水构造屋面板及异型板的搭接长度：需要根据屋面坡度、坡长确定。屋脊及高低跨处：泛水板与屋面板的搭接长度≥200mm，并应在搭接部位设置挡水板或堵头等防水密封材料。3．屋面防水构造封檐板泛水板彩板波峰堵头泛水板之间、包角板之间的搭接长度≥60mm

（实际不小于150mm！）屋面泛水板、包角板，尤其是屋脊板：

—搭接方向应与当地主导风向一致；

—在搭接部位必须设置防水密封材料（密封胶带）；3．屋面防水构造图1-73～图1-79为常见的屋面节点构造。(a)图9-62小结屋面系统：节点连接构造最重要

——防漏水、杜绝“冷桥、热桥”熟悉并区分单板、复合板屋面构造屋顶开洞（包括屋脊、屋面开洞）处理好“异型板（折件）”连接处——要做好课题2墙面系统构造墙面作为门式刚架等轻钢结构建筑系统组成部分，它不仅起围护作用，而且对整个建筑物美观起着至关重要的作用。不断地研制和开发新型墙面材料，高强轻质、保温隔热、阻燃隔音、造型美观、安装方便。根据墙面组成材料的不同，墙面可以分成:砖墙面纸面石膏板墙面砼砌块或板材墙面金属墙面（轻钢建筑中应用最广泛）玻璃幕墙其它一些新型墙面材料。砼砌块或板材墙面常见的有：GRC玻璃纤维增强水泥板粉煤灰轻质墙板或砌块ALC墙面板或墙面砌块金属墙面常见的有：

——压型钢板、金属保温板、金属幕墙板等（一）下面对几种墙面板作概括介绍1．砖墙面和纸面石膏板墙面砖墙面作为一种传统的墙面材料，既可作为外墙面，也可作为内墙面，已被大量用于工程中，这种墙面材料施工方便，价格便宜。禁止使用实心粘土砖

——代以页岩、粉煤灰砖。纸面石膏板作为新型轻质墙材，大量用于内墙板。砖墙面纸面石膏板1．砖墙面和纸面石膏板墙面纸面石膏板作为新型轻质墙材，大量用于内墙板。2．玻璃纤维增强水泥板——GRC板玻璃纤维增强水泥（GlassFibreReinforcedCement，简称GRC）轻型板材目前主要开发两种产品：GRC平板、GRC隔墙轻质条板。GRC平板：以高标号基材，以增强材料，经过先进成型工艺制成。轻质，高强，耐火，防腐等优良性能。GRC隔墙轻质空芯条板是一种面层喷射GRC，芯层注入膨胀珍珠岩混合料，即采用喷注复合工艺制成的新型空芯隔墙板。该产品突出特点是：夹芯结构，构造合理；抗折强度高，抗裂性强；耐水，防火，防腐；加工性好，施工方便；尺寸精度高，可确保安装质量。2．玻璃纤维增强水泥板——GRC板安装流程：先用粘结剂固定顶部—用临时木楔来固定底部—待粘结剂干后—去掉木楔—用细石混凝土灌缝3．粉煤灰轻质墙板或砌块

粉煤灰质多孔轻质建筑板具有质量轻、力学性能好、隔热隔声性能好、变形性小、不燃烧等优点。粉煤灰质多孔轻质建筑板可广泛应用于建筑物外墙内保温、外墙外保温、屋面保温、非承重分户分室隔墙等建筑工程部位。该建筑板可较方便与母墙连接，并能很好处理埋件、挂件、门窗口、阴阳角等位置，确保板面平整，板缝不开裂，保证施工速度和质量。4．压型钢板和金属保温板（重点）压型钢板和EPS夹芯板是目前轻钢建筑中常用金属墙面板，折件应重视，其连接好坏直接影响使用性能与外观。下面给出有关安装节点构造供参考。（a）外墙包角（b）内墙包角墙面包角节点包角板中间部位

用拉铆钉固定（a）立柱处包角（b）横梁处包角门窗包角节点(二)屋墙面系统有关构造及详图非包檩式包檩式复合保温板墙面小结二、墙面系统构造（重点）三、保温隔热（理解）作业1、熟识17J925-1（最新图集）等图集相关内容2、复习和预习3、金属屋面板连接类型分哪几种？上层板、保温棉、下层板、小z型钢檩条节点构造保温棉卷保温棉出厂合格证墙面檩条连接节点檩托板节点（中间檩条）檩托板节点（端部檩条）转角处墙梁、檩托节点底部维护砖墙构造厂房总体整齐美观的厂房课题4采光与通风

（一）采光一般轻钢结构，当采用门窗还不能满足采光要求时，可设置屋面采光带；或设置屋面采光窗；采光带宽度：600～800mm，具体由计算确定;采光带设置：一般沿房屋跨度方向设置，可每跨或隔跨设置;注意：采光带和屋面板的泛水处理;如果须大面积采光：如体育场馆、暖棚等，可采用阳光板。1、玻璃钢采光瓦（采光板）采光玻璃钢采光瓦在屋面构造上与压型金属板屋面类似：处理简单(不须专门固定骨架)防水性能：等同压型金属板屋面。屋面采光目前采用的方法有如下几种方式：用FRP制成（玻璃钢）选用规格应与彩板型号配合一致FRP的膨胀系数与钢板差别大注意事项：厚度：1.2、1.5、1.8、2.0mm等透光率：50%~92%颜色：透明、乳白、蓝色、绿色采光板实物图透明乳白绿色透明轻钢厂房内的采光板采光窗方式选用的材料品种很多，有:2、采光窗采光、采光帽（罩）采光聚碳酸酯板(又称阳光板、PC板)夹胶玻璃中空玻璃（双层玻璃）等。本采光方式需要专门设置骨架采光部分均高出金属压型板屋面，防水处理较复杂（缺点）但采光部分不易积灰，透光率较高（优点）。聚碳酸酯板(阳光板、PC板)(1)做法夹胶玻璃、实心板、中空板夹胶玻璃板颜色众多的夹胶玻璃板实心板、中空板可开启式采光罩做法：

——遇有排风、排烟要求，但屋面又无排风措施时，可考虑采用开启做法；

开启方式有电动、手动两种。电动推杆开启式手动推杆开启式北京奔驰汽车屋面开启时的天窗一体化弧型采光罩宇通客车跨屋脊电动开启天窗采光小结根据实际工程要求及所在地的日照情况等选择合适的采光方式（采光板、采光窗(罩)等）根据采光计算结果，合理布置根据周边不同板型要求来选择合理的连接方式，做好固定和防水（二）通风所谓通风：是指为改善生活和生产环境以创造安全、卫生的适宜条件而进行换气技术。根据空气流动的工作动力不同：

——通风可分为自然通风和机械通风。自然通风是依靠密度差或压差，交换空气，改善环境。一般通过设置可开启天窗和侧窗来实现通风换气。单靠建筑物的门窗不满足时，可设置天窗或气楼等通风器。屋面自然通风传统上是采用设置气楼：

需专门设计结构支架（体积大，自重大）

屋面防水处理复杂新上悬式钢天窗机械通风是借助通风机所产生的动力而使空气流动，以保持室内空气流动、新鲜。机械通风需要专门风机及通风管道等通风设备，需要较大费用。1．自然通风工业和民用建筑的自然通风主要依靠：

门洞、平开窗或垂直转动窗、屋面通风器等。主要讲述工建广泛采用的

——屋面通风器。（1）常见屋面自然通风器的形式及构造特点屋面自然通风器按形状可分为点式和条式。条式通风器通常又称为通风气楼：根据通风量可灵活选用：点式通风器多由专业厂家设计生产，价格较条式通风器昂贵。一般由设计单位自行设计，但目前各钢结构厂家均有自己的定型产品简易通风气楼简易通风气楼的结构为小刚架:气楼柱与刚架梁铰接气楼柱与气楼梁刚接a．简易通风气楼b．弧形通风气楼：弧形气楼与其它形式气楼相比具有外形美观、抽风力强、安全、防水等优点。可沿屋脊或屋面坡度方向布置，如图2-80所示。图2-80弧形通风气楼沿厂房横向布置的弧形通风气楼构造弧形通风气楼采用角钢或方管等焊接成小刚架支撑。通风气楼沿厂房横向(即屋面坡度方向)设置时:小刚架与屋面檩条通过螺栓连接小刚架间距=檩条间距通风气楼沿厂房纵向(屋脊上)设置时：小刚架与兼作屋面檩条的槽钢通过螺栓连接小刚架间距通常取1m，沿厂房纵向布置的通风气楼节点构造—屋面常用点式通风器，即无动力屋面涡轮式通风器屋面重力式通风器

（无动力涡轮式通风器）c．无动力屋面涡轮式通风器（多用）防水基板变角管颈（0-20度左右）涡轮头涡轮式通风器由三部分组成：涡轮式通风器的工作原理：利用自然风力及室内外温度差造成的空气对流，推动涡轮转动，利用离心力及负压效应

——实现通风换气。无动力涡轮式通风器与通风气楼相比具有高效率的排风功能、质量轻、安装快捷等优点。气楼一般可兼有采光功能，涡轮式通风器只有单纯的通风、排烟功能。无