14壓型鋼板設(shè)計(jì)課件

1、1.4 壓型鋼板設(shè)計(jì)1.4.1 壓型鋼板的材料和截面形式1.4.2 壓型鋼板的截面幾何特性1.4.3 壓型鋼板荷載和荷載組合1.4.4 薄壁構(gòu)件的板件有效寬度1.4.5 壓型鋼板強(qiáng)度和撓度計(jì)算1.4.6 壓型鋼板的構(gòu)造規(guī)定第1頁(yè)，共34頁(yè)。一、概述1.壓型鋼板的定義： 壓型鋼板是將薄鋼板(彩色薄鋼板）經(jīng)輥壓冷彎成V型、U型、W型等類似形狀（見(jiàn)下頁(yè)圖），用于建筑屋面、墻面和樓板的建筑材料。2.壓型鋼板特點(diǎn)：自重輕、強(qiáng)度高、剛度較大、抗震性能較好、施工安裝方便，易于維護(hù)更新，便于商品化、工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。 1.4.1 壓型鋼板的材料和截面形式第2頁(yè)，共34頁(yè)。 彩色鋼卷板具有簡(jiǎn)潔、美觀的外觀，豐富

2、多彩的色調(diào)以及靈活的組合方式，是一種較為理想圍護(hù)結(jié)構(gòu)用材。第3頁(yè)，共34頁(yè)。3.壓型鋼板的分類： 按波高分：高波板、中波板和低波板； 低波板（波高70mm） 波高越高，截面的抗彎剛度就越大，承受的荷載也就越大。屋面板一般選用中波板和高波板。按表面處理方法分 鍍鋅鋼板 彩色鍍鋅鋼板 彩色鍍鋁鋅鋼板 僅適用于組合樓板 適用于屋面和墻面 第4頁(yè)，共34頁(yè)。彩鋼板外墻面第5頁(yè)，共34頁(yè)。應(yīng)用在組合樓板的鍍鋅壓型鋼板第6頁(yè)，共34頁(yè)。 4.壓型鋼板的應(yīng)用：廣泛用于工業(yè)建筑、公共建筑物的屋面、墻面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)及建筑物內(nèi)部的隔斷；大量用作組合樓板或混凝土樓板，并作為承載構(gòu)件或永久性模板使用；在大中型工業(yè)廠房、

3、倉(cāng)庫(kù)以及體育館、影劇院、展覽館、住宅、別墅、高層建筑、活動(dòng)房屋等工業(yè)與民用建筑中，壓型鋼板的使用正日趨廣泛。第7頁(yè)，共34頁(yè)。第8頁(yè)，共34頁(yè)。 5.彩色壓型鋼板的構(gòu)成（材料）： 由基材、鍍層和涂層三部分組成第9頁(yè)，共34頁(yè)。 7.壓型鋼板的選用原則:優(yōu)先采用壓型鋼板定型產(chǎn)品。應(yīng)在滿足建筑功能、承載要求和方便施工的前提下，注意節(jié)約材料，提高壓型鋼板的覆蓋率和使用壽命。壓型鋼板通常不適用于受有強(qiáng)烈侵蝕作用的場(chǎng)合。對(duì)處于有較強(qiáng)侵蝕作用環(huán)境的壓型鋼板，應(yīng)進(jìn)行有針對(duì)性的特殊防腐處理。 6.壓型鋼板的使用壽命：壓型鋼板的使用壽命涉及鋼板質(zhì)量、成品保護(hù)、建筑物使用環(huán)境等多種因素。 一般壓型鋼板使用期限在8

4、-15年左右。第10頁(yè)，共34頁(yè)。 8.壓型鋼板的截面形式 ：壓型鋼板的截面形式（板型）較多，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的軋機(jī)已能生產(chǎn)幾十種板型，但真正在工程中應(yīng)用較多的板型也就十幾種。 1）幾種常見(jiàn)壓型鋼板的截面形式。(a)(b)(c)(d)(e) (f)圖1-20壓型鋼板的截面形式第11頁(yè)，共34頁(yè)。上圖（a）、（b）是早期的壓型鋼板板型，截面形式較為簡(jiǎn)單，板和檁條、墻梁的固定采用鉤頭螺栓和自攻螺釘、拉鉚釘。當(dāng)作屋面板時(shí)，因板需開(kāi)孔，所以防水問(wèn)題難以解決，目前已不在屋面上采用。（c）、（d）是屬于帶加勁的板型，增加了壓型鋼板的截面剛度，用作墻板時(shí)加勁產(chǎn)生的豎向線條還可增加墻板的美感。(e)、(f)是近年來(lái)用

5、在屋面上的板型，其特點(diǎn)是板和板、板與檁條的連接通過(guò)支架咬合在一起，板上無(wú)需開(kāi)孔，屋面上沒(méi)有明釘，從而有效地解決了防水、滲漏問(wèn)題。 第12頁(yè)，共34頁(yè)。 2）壓型鋼板的表示方法： 壓型鋼板板型的表示方法為：YX波高-波距-有效覆蓋寬度。 如YX15-380-760即表示： 波高為15mm、波距為380mm 、板的有效覆蓋寬度為760mm 的板型； 壓型鋼板的厚度需另外注明。 YX15-380-760X型第13頁(yè)，共34頁(yè)。第14頁(yè)，共34頁(yè)。1.4.2 壓型鋼板截面幾何特性計(jì)算方法：線性元件算法 壓型鋼板的厚度較薄且各板段厚度相等，因此可用其板厚的中線來(lái)計(jì)算截面特性。這種計(jì)算法稱為線性元件算法。

6、 以此算得的截面特性A、I，乘以板厚t，便是單槽截面的各幾何特性值。第15頁(yè)，共34頁(yè)。 用b代表單槽口中線總長(zhǎng)則： b=b1+b2+2b3 則形心軸x與受壓翼緣b1中線之間的距離是：計(jì)算單元:采用單槽口作為計(jì)算單元第16頁(yè)，共34頁(yè)。單槽口對(duì)于上翼緣邊和下翼緣邊的截面模量抵抗矩分別為：上翼緣：下翼緣:第17頁(yè)，共34頁(yè)。線性元件法計(jì)算是按折線截面原則進(jìn)行的，略去了各轉(zhuǎn)折處圓弧過(guò)渡的影響。精確計(jì)算表明：其影響在0.5- 4.5，可以略去不計(jì)。當(dāng)板件的受壓部分為部分有效時(shí)，應(yīng)采用有效寬度代替它的實(shí)際寬度。 說(shuō)明：第18頁(yè)，共34頁(yè)。一、壓型鋼板的荷載 1.永久荷載 2.可變荷載 除均布活荷載、雪

7、荷載和積灰荷載外，還有施工檢修荷載（1kN的集中荷載）。當(dāng)按單槽口截面受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)屋面板時(shí)，需要將作用在一個(gè)波距上的集中荷載折算成板寬度方向上的線荷載： 1.4.3 壓型鋼板的荷載和荷載組合折算系數(shù)取0.5第19頁(yè)，共34頁(yè)。1.設(shè)計(jì)或選用屋面壓型鋼板時(shí)，應(yīng)考慮風(fēng)吸力引起截面應(yīng)力反號(hào)的影響，此時(shí)，不計(jì)入風(fēng)吸力外所有可變荷載效應(yīng)的影響，構(gòu)件自重的荷載分項(xiàng)系數(shù)取作1.0。說(shuō)明：2.對(duì)檢修集中荷載進(jìn)行換算，主要是考慮到相鄰槽口的共同工作作用提高了板承受集中荷載的能力。3.屋面板和墻板的風(fēng)荷載體型系數(shù)不同于剛架計(jì)算，應(yīng)按門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102-2019取用（見(jiàn)下頁(yè)圖表）。第20頁(yè)

8、，共34頁(yè)。第21頁(yè)，共34頁(yè)。二.壓型鋼板的荷載組合:1.計(jì)算鋼板內(nèi)力時(shí)，應(yīng)主要考慮以下兩種荷載組合：1.2永久荷載+1.4max屋面均布活荷載，雪荷載；1.2永久荷載+1.4施工檢修集中荷載換算值。2.當(dāng)需考慮風(fēng)吸力對(duì)屋面壓型鋼板的受力影響時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行下式的荷載組合：1.0永久荷載+1.4風(fēng)吸力荷載。 第22頁(yè)，共34頁(yè)。一、對(duì)于翼緣寬厚比較大的壓型鋼板（如圖1-20 中c、d截面），設(shè)置適當(dāng)尺寸的中間縱向加勁肋，就可以保證翼緣受壓時(shí)全部有效。加勁肋適當(dāng)尺寸為加勁肋具有足夠的剛度，包括以下兩方面要求： 1.中間加勁肋應(yīng)符合以下公式要求：1.4.4 薄壁構(gòu)件的板件有效寬度Iis:中間加勁肋截

9、面對(duì)平行于被加勁板之重心軸的慣性矩；bs：子板件的寬度； t：板件的厚度第23頁(yè)，共34頁(yè)。對(duì)邊緣加勁肋：其慣性矩 Ies要求不小于中間加勁肋的一半，計(jì)算時(shí)在以上公式中用b代替bs 2.中間加勁肋的間距不能過(guò)大，即滿足：對(duì)于設(shè)置邊加勁肋的受壓翼緣寬厚比應(yīng)滿足下式： ：受壓翼緣的壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值第24頁(yè)，共34頁(yè)。二、對(duì)于不符合以上要求的壓型鋼板應(yīng)允許板件受壓 屈曲并利用其屈曲后強(qiáng)度1.壓型鋼板和用于檁條、墻梁的卷邊槽鋼和Z形鋼都屬于冷彎薄壁構(gòu)件，這類構(gòu)件允許板件受壓屈曲并利用其屈曲后強(qiáng)度，有關(guān)受壓板件的有效受壓寬度參考冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范5.6.1條確定。2.在其強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算公式中截面特性

10、一般以有效截面為準(zhǔn)。第25頁(yè)，共34頁(yè)。 計(jì)算原則：壓型鋼板的強(qiáng)度和撓度取單槽口的有效截面，按受彎構(gòu)件計(jì)算。內(nèi)力分析時(shí)把檁條視為壓型鋼板的支座，考慮不同荷載組合，按多跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。1.壓型鋼板腹板的剪應(yīng)力計(jì)算：當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)1.4.5 壓型鋼板的強(qiáng)度和撓度計(jì)算第26頁(yè)，共34頁(yè)。2.壓型鋼板支座處腹板的局部受壓承載力計(jì)算3.壓型鋼板同時(shí)承受彎矩M和支座反力R的截面，應(yīng)滿足下列要求：4.壓型鋼板同時(shí)承受彎矩和剪力的截面，應(yīng)滿足下 列要求：第27頁(yè)，共34頁(yè)。式中：Rw 一塊腹板的局部受壓承載力設(shè)計(jì)值； 系數(shù)，中間支座取0.12，端部支座取0.06；t 腹板厚度；lc 支座處支承長(zhǎng)度，10mmlc2

11、00mm，端部支座 可取10mm； 腹板傾角（ ）；Mu 截面的抗彎承載力設(shè)計(jì)值， ；Vu 截面的抗剪承載力設(shè)計(jì)值， ；第28頁(yè)，共34頁(yè)。5.壓型鋼板的撓度限值 壓型鋼板的撓度與跨度之比不應(yīng)超過(guò)下列限值： 屋面板：墻面板：屋面坡度70mm）壓型鋼板：350mm 低波（波高70mm）壓型鋼板： 當(dāng)屋面坡度1/10時(shí)：200mm 墻面：（低波）壓型鋼板：120mm 屋面：1.4.6 壓型鋼板的構(gòu)造規(guī)定第30頁(yè)，共34頁(yè)。5.屋面壓型鋼板側(cè)向可采用搭接式、扣合式或咬合式等連接方式。 墻面壓型鋼板之間的側(cè)向連接： 一般采用搭接連接，搭接寬度通常為半波。屋面壓型鋼板之間的側(cè)向連接： 有搭接和咬邊連接兩種。搭接寬度視壓型鋼板規(guī)格而定， 可僅搭接半波，也可搭接一波半。第31頁(yè)，共34頁(yè)。屋面、墻面壓型鋼板的側(cè)向搭接方向應(yīng)與主導(dǎo)風(fēng)向一致，如下圖所示。屋面壓型鋼板的長(zhǎng)向搭接：應(yīng)將靠近屋脊方向的板件置于上方，并在搭接部位