压型钢板设计ppt课件

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1、1.4 1.4 压型钢板设计压型钢板设计v1.4.1 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v1.4.2 1.4.2 压型钢板的截面几何特性压型钢板的截面几何特性v1.4.3 1.4.3 压型钢板荷载和荷载组合压型钢板荷载和荷载组合v1.4.4 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v1.4.5 1.4.5 压型钢板强度和挠度计算压型钢板强度和挠度计算v1.4.5 1.4.5 压型钢板的构造规定压型钢板的构造规定1;. 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、施工安装方便，易于维护更新，自重轻、强度高、刚度较大、抗震性能较好、

2、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。便于商品化、工业化生产的特点。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。想围护结构用材。 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2 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）经辊压冷弯成彩色薄钢板）经辊压冷弯成V V型、型、U U型、型、W W型等类似型等类似形状，用于建筑屋面、墙面和楼板的建筑材料。形状，用于建筑屋面、墙面和楼板的建筑材料。压型钢板按

3、波高分高波板、中波板和低波板三种板型。屋面宜采用波高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，墙角宜选用波高和波距较小的压型钢板。和波距较大的压型钢板，墙角宜选用波高和波距较小的压型钢板。3 彩色钢卷板彩色钢卷板4彩钢板外墙面彩钢板外墙面5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6 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、墙面等围护结构及建筑物内部的隔断；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；还大量用作组合楼板或混

4、凝土楼板，并作为承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、影剧院、展览馆、住宅、别墅、高层建在大中型工业厂房、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。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。78 彩色压型钢板的构成：彩色压型钢板的构成： 由基材、镀层和涂层三部分组成由基材、镀层和涂层三部分组成基材：由板厚度为基材：由板厚度为0.5mm0.5mm2.0mm2.0mm的薄钢板经冷轧或冲压成型。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。镀层：热镀锌、热镀锌铝合金、热镀

5、铝和热镀锌等。涂层：聚脂涂料、有机硅改性聚脂涂料等。涂层：聚脂涂料、有机硅改性聚脂涂料等。9 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钢板质量、成品保护、建筑物使用环境等多种因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。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。我国使用进口彩钢板的建筑工程，年左右。我国使用进口彩钢板的建筑工程，至今已有至今已有2020年的历史。年的历史。10 压型钢板截面及涂层示意图压型钢板截面及涂层示意图钢板基材钢板基材镀锌层镀锌层初涂层初涂层精涂层精涂层11 压型钢板的选用原则压型钢板的选用原则:

6、优先选用带有彩色涂层和镀锌、铝的钢卷板。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。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，注意节约材料，提应在满足建筑功能、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。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而用环境的压型钢板，应进行有针对性的特殊防腐处理而304不锈钢板不锈钢板则则具有很高的耐腐蚀性和抗氧化性。具有很高

7、的耐腐蚀性和抗氧化性。12压型钢板的类型及应用：压型钢板的类型及应用： 按表面处理按表面处理方法分方法分 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 13 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）较多，国内生产：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，但真正在工程中应用较多的板型也就十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。下图给出了几种压型钢板的截面形式。几种。下图给出了几种压型钢板的截面形式。（a）（b）（c）（d）

8、（e）（f）压型钢板的截面形式压型钢板的截面形式14上图（上图（a a）、（）、（b b）是早期的压型钢板板型，截面形式较为简单，板和檩条、）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螺栓和自攻螺钉、拉铆钉。当作屋面板时，因板需开孔，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，因板需开孔，所以防水问题难以解决，目前已不在屋面上采用。所以防水问题难以解决，目前已不在屋面上采用。（c c）、（）、（d d）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）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条还可增加墙板的美感。时加劲

9、产生的竖向线条还可增加墙板的美感。(e)(e)、(f)(f)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，板上无需开孔，屋面上没有明钉，从而有效地解决了防过支架咬合在一起，板上无需开孔，屋面上没有明钉，从而有效地解决了防水、渗漏问题与水、渗漏问题与无缝钢管无缝钢管不同的是这种方式更加具有实用性。不同的是这种方式更加具有实用性。 15 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波高波波高波距有效覆盖宽度。距有效覆盖宽度。 如如YX15-380-760

10、YX15-380-760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、板的有效覆盖宽度为宽度为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161718压型钢板根据波高的不同，一般分为低波板压型钢板根据波高的不同，一般分为低波板( (波高波高30ram)70mm)70mm)。波高越高，截面的抗弯刚度就越大，。波高越高，截面的抗弯刚度就越大，承受的荷载也就越大。承受的荷载也就越大。屋面板一般选用中波板和高波板，中波在实际采用的最多。墙板常采用屋

11、面板一般选用中波板和高波板，中波在实际采用的最多。墙板常采用低波板弘因高波板、中波板的装饰效果较差，一般不在墙板中采用。低波板弘因高波板、中波板的装饰效果较差，一般不在墙板中采用。19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20线性元件算法线性元件算法: : 压型钢板的厚度较薄且各板段厚度相等，因此可用其板厚的中线来计算截面特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。这种计算法称为性。这种计算法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 A、I I，乘以板厚，

12、乘以板厚t t，便是单槽截面的各几何特性值。，便是单槽截面的各几何特性值。21 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+2b3b=b1+b2+2b3这样，形心轴这样，形心轴x x与受压翼缘与受压翼缘b1b1中线之间的距离是：中线之间的距离是：22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:23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，略去了各转折处圆弧过渡的影响。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。精确计算表明精确计算表明，其影响在，其影响在0

13、.50.5- 4.5- 4.5，可以略去不计。，可以略去不计。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，应采用有效宽度代替它的实际宽度。有效宽度代替它的实际宽度。 24l压型钢板用作屋面板的荷载：压型钢板用作屋面板的荷载：永久荷载永久荷载压型钢板自重，采用保温板尚需考虑压型钢板自重，采用保温板尚需考虑 保温层和防水层等自重；保温层和防水层等自重；可变荷载可变荷载雪荷载、屋面均布活荷载、屋面检修雪荷载、屋面均布活荷载、屋面检修 集中荷载、积灰荷载、风荷载等；集中荷载、积灰荷载、风荷载等；偶然荷载偶然荷载地震作用、爆炸或其他意外荷载。地震作用、爆炸或其他意外荷载。 1.4.

14、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25当屋面板为单层压型钢板构造时，永久荷载仅为压型钢板的自重；当屋面板为单层压型钢板构造时，永久荷载仅为压型钢板的自重；当屋面板为双层板构造时当屋面板为双层板构造时( (中间设置玻璃棉保温层中间设置玻璃棉保温层) )，作用在底板，作用在底板( (下层压下层压型钢板型钢板) )上的永久荷载除其自重外，还需考虑保温材料和龙骨的重量。上的永久荷载除其自重外，还需考虑保温材料和龙骨的重量。26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，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

15、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1.01.0。压型钢板通常仅限于用于不上人屋面，此类屋面活荷载标准值可取压型钢板通常仅限于用于不上人屋面，此类屋面活荷载标准值可取0.3KN/m0.3KN/m2 2 。屋面检修集中荷载标准值取。屋面检修集中荷载标准值取0.5KN0.5KN，作用于压型钢板跨中。，作用于压型钢板跨中。27可变荷载：可变荷载：在计算屋面压型钢板的可变荷载时，与刚架荷载计算类似，需要考虑屋面均在计算屋面压型钢板的可变荷载时，与刚架荷载计算类似，需要考虑屋面均布活荷载、雪荷载和积灰荷载，布活荷载、雪荷载和

16、积灰荷载，施工检修集中荷载一般取情况下取施工检修集中荷载一般取情况下取1.0kN1.0kN，当施工检修集中荷载大于，当施工检修集中荷载大于1.0kN1.0kN时，时，应按实际情况取用。应按实际情况取用。 28当按当按单槽口单槽口截面受弯构件设计截面受弯构件设计屋面板时，需要将屋面板时，需要将作用在一个作用在一个波距上的集中荷载折算成板宽波距上的集中荷载折算成板宽度方向上的线荷载：度方向上的线荷载： 折算系数取折算系数取0.50.529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。中荷载的能力。折算系数取

17、折算系数取=0.5=0.5，相当于在单槽口的连续梁上，作用，相当于在单槽口的连续梁上，作用了一个了一个0.5F0.5F的集中荷载。的集中荷载。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房屋钢结构技术规程CECS102-2002CECS102-2002取用。取用。30l压型钢板的荷载组合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：计算内力时，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

18、.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。 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：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：1.01.0永久荷载永久荷载+1.4+1.4风吸力荷载。风吸力荷载。 31l 允许板件受压屈曲：允许板件受压屈曲：压型钢板和用于檩条、墙梁的卷边槽钢和压型钢板和用于檩条、墙梁的卷边槽钢和Z Z形钢都属于冷弯薄壁构件，这类构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。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。

19、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中间纵向加劲肋，就可以保证翼缘受压时全部有效。就可以保证翼缘受压时全部有效。 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32l加劲肋尺寸包括两方面要求：加劲肋尺寸包括两方面要求： 要求要求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： Iis:Iis:中间加劲肋截面对平行于被加劲肋之重心轴的惯性矩；中间加劲肋截面对平行于被加劲肋之重心轴的惯性矩；bsbs：子板件的宽度；：子板件的宽

20、度；b b：板件的厚度：板件的厚度33对边缘加劲肋：对边缘加劲肋：其惯性矩其惯性矩 IesIes要求不小于中间加劲肋的一半，计算要求不小于中间加劲肋的一半，计算时在以上公式中用时在以上公式中用b b代替代替bs bs 要求要求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： 34 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。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。内力分析时把檁条视为压型钢板的支座，考虑不同荷载组合，按多跨连续内力分

21、析时把檁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。梁进行计算。l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35l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l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，应满足下列要求：的截面，应满足下列要求：l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：36l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

22、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1/20时 1/250屋面坡度1/20时 1/200 1/15037腹板与翼缘水平面之间的夹角不宜小于腹板与翼缘水平面之间的夹角不宜小于4545。宜采用长尺寸板材，以减少板长度方向的搭接。宜采用长尺寸板材，以减少板长度方向的搭接。长度方向的搭接端必须与支撑构件长度方向的搭接端必须与支撑构件( (如檩条、墙梁等如檩条、墙梁等) )有可靠的连接部位应设置防有可靠的连接部位应设置防水密封胶带。水密封胶带。压型钢板的搭接长度不宜小于下列限值：压型钢板的搭接长度不宜小于下列限值： 高波（波高高波（波高

23、70mm70mm70mm）压型钢板：）压型钢板：375mm375mm 屋面坡度屋面坡度 1/10 1/10 1/10时：时：200mm200mm 墙面墙面： 压型钢板：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38搭接式搭接式扣和式扣和式咬合式咬合式39l压型钢板的搭接方式：压型钢板的搭接方式： 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，搭接宽度通常为半波。一般采用搭接连接，搭接宽度通常为半波。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

24、型钢板规格而定，可仅搭接半波，也可搭接一波半。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方向应与主导风向一致，如下图所示。40压型钢板的侧向搭接示意图压型钢板的侧向搭接示意图41 屋面压型钢板的长向搭接：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。水。42l压型钢板的构造设置：压型钢板的构造设置：屋面高波压型钢板用单向固定螺栓与固定支架连接，通常每波设置一个；屋面高波压型钢

25、板用单向固定螺栓与固定支架连接，通常每波设置一个；屋面低波压型钢板及墙面压型钢板采用钩头螺栓或自攻螺钉直接与檩条或墙梁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，也可每隔一波设置一个，但每块压型钢板不得少于连接，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；压型钢板与檩条或墙梁的连接示意图如下：压型钢板与檩条或墙梁的连接示意图如下：4344 外墙板端部收边处理外墙板端部收边处理45砌体砌体0.9-1.00.9-1.0米米l为了延长压型钢板的使用寿命，防止硬物撞击

26、，一般在地面以上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0.91.0m的范围内砌筑砌体结构墙体。的范围内砌筑砌体结构墙体。46l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，如合制成的夹心板，如EPSEPS板等。板等。47 聚酯（墙面）彩钢夹芯（聚酯（墙面）彩钢夹芯（EPSEPS）板）板48 聚氨酯（屋面）彩钢夹芯板聚氨酯（屋面）彩钢夹芯板49保温岩棉保温岩棉50 压型钢板设计小结压型钢板设计小结l压型钢板截面几何特性采用压型钢板截面几何特性采用“线性元件法线性元件法”计算。计算。l压型钢板的可变荷载计算时要考虑施工检修集中荷载的影响。压型钢板的可变荷载计算时要考虑施工检修集中荷载的影响。l压型钢板的剪应力计算需要考虑腹板的高厚比影响。压型钢板的剪应力计算需要考虑腹板的高厚比影响。l压型钢板的搭接长度与波高和屋面坡度有关。压型钢板的搭接长度与波高和屋面坡度有关。51