轻型钢结构建筑的围护系统构造初探

　　摘要：目前，轻型钢结构建筑因其具有外形美观，施工进度快，符合环保及综合造价低等优势，发展迅速，在建筑行业被广泛使用。而轻型钢结构建筑的围护系统作为轻型钢结构建筑的一个组成部分，其质量的好坏直接影响到整个轻型钢结构建筑工程质量的好坏。本文将对轻型钢结构建筑的围护系统构造进行论述。
　　关键词：轻型钢结构建筑；围护系统；墙体、屋面
　　轻型钢结构建筑的围护系统是轻型钢结构建筑的重要组成部分，它主要由墙面系统和屋面系统两大部分组成。要建立一个完善的围护系统，保证建筑的安全，就必须在这两个方面下足功夫。
　　1、轻型钢结构建筑的墙面系统构造
　　1.1墙体的设计要求。在墙面系统的构造中，墙体的设计至关重要，在设计时必须满足以下要求：
　　首先，墙体应该具有一定的强度、刚度和稳定性要求。
　　其次，墙体必须要有较好的保温隔热功能。我国北方地区，地处寒冷地带，因此要求建筑外墙应该具有良好的保温性能，以减少室内热量的损失；另外，应防止墙内表面与保温材料的内部出现凝结水现象，构造上要防止冷桥的产生。而在我国的南方地区，则要求建筑外墙应具有一定的隔热性能，设计中应该考虑朝向与通风。
　　最后，墙体除满足基本的功能要求以外，还应该具有一定的隔音功能，即应该符合有关隔声方面的要求；在防火方面，应该符合防火规范中相应的燃烧性能和耐火极限的规定；在墙体的选材方面，应该选用轻质材料，另外还要考虑防潮、防水、防风和抗冻结性与经济性方面的要求。
　　1.2墙面系统构造设计
　　墙面系统构由许多方面构成，而在进行墙面系统构造设计时，关键点是墙板结构布置和节点做法这两个方面，以下主要探讨墙板结构布置和节点做法这两个方面的设计。
　　1.2.1墙板结构布置。在聚氨酯夹心板墙板之间采用插口式连接方式，板与墙架结构间的连接应该配备专用固定件。为满足不同建筑风格的追求，墙板板材可以采用竖放和横放两种布置模式。板材竖放是一种将板材长度方向垂直于地面的布置方式，属于传统轻型钢结构建筑做法。板材横放是一种将板材长度方向平行于地面的布置方式，是轻型钢结构建筑的新做法，建筑立面效果比较新颖，墙架系统全部竖向布置，由承重钢柱和墙架一起构成，墙面的各种荷载分别由承重钢和墙架承担。
　　1.2.2节点做法。建筑物墙面采用竖放方针时，各个部位的建筑节点（踢脚、门窗洞口等）的处理方法均已比较成熟。而建筑物墙面采用板材横放的方式在实际工程中还比较少，根据工程实践，一般的节点构造除参考传统的做法外，踢脚、门窗洞口四周及女儿墙顶部等节点的构造，与传统的做法有所区别。
　　首先，关于窗洞口的节点构造。建筑窗大都采用钢窗、彩钢窗或者铝合金窗。常规做法都有一定的窗台宽度。因窗框的宽度常大于70mm。且宽于板厚，另外考虑到窗上下口处于夹心板端的固定，因此需要设置冷弯薄壁型钢做墙梁来解决。
　　板材横放及插口式连接方式，使得窗口上下口处的墙梁必须截断。假如窗边在钢柱上，则墙梁部可以支撑在钢柱上；假如窗边不在钢柱处，则横梁端部的支撑需要通过增加结构构件来解决，在设计时一定要考虑窗口内侧的建筑效果。
　　其次，关于墙板转角处节点的构造。由于板材通过固定件和钢柱相连，因此墙板转角处的角柱需要提供两个方向的平面，在一般的结构中，角柱大都采用焊接H型钢截面，设计时需要在没有外平面的一侧加焊角钢，通常是每隔1m一段。
　　再次，关于墙脚的构造。墙板的固定是通过固定件与结构相连，所以墙脚处的板端不能是切割边，根据板材自身构造的要求，墙面上、下端固定件的间距必须小于1m。
　　最后，关于女儿墙顶部的构造。在女儿墙顶部，结构上有一根通长的圈梁，为使墙板最上端连接牢固，板端需要设置通长的角钢与圈梁焊接，以确保整个墙面的稳定性。
　　1.3墙面常用材料
　　目前，国内作为墙面围护结构的轻质板材种类较多，主要有彩涂金属压型板夹心板、钢丝网架水泥、稻草板等。
　　1.3.1彩涂金属压型板夹心板。根据夹心板材料的不同，常见的彩涂金属压型板夹心板有聚氨脂夹心板、聚苯乙烯夹心板、岩棉夹心板、玻璃棉夹心板等。
　　聚氨酯夹心板是一种上下表面为彩色的夹心板，中间夹聚氨酯保温材料，在工厂压制形成的建筑板材。它及保温、隔热、装饰、防水于一体，具有自重轻、保温隔热性能好、施工速度快等特点，被广泛用于工厂厂房、飞机库、大型公共场馆等建筑中。
　　聚氨酯夹心板按保温材料的厚度分为30mm到120mm多种规格。聚氨酯夹心板在加工成形中，侧面设置了通长的密封条，使得板连接处没有缝隙，确保了墙面保温隔热的性能。通常50mm厚的聚氨酯夹心板做墙面相当于370mm厚的砖墙，因此在我国南方地区，聚氨酯夹心板通常选用30mm、40mm；在北方地区，聚氨酯夹心板厚度通常采用50mm以上。
　　1.3.2钢丝网架水泥夹心板。
　　钢丝网架水泥夹心板是由三维空间焊接钢丝网架和内填阻燃型聚乙烯泡沫型塑料板条或者岩棉条构成网架夹心板，在钢丝网架夹心板两侧铺摸或者喷涂25mm后的水泥砂浆形成的完整版材。
　　钢丝网架水泥夹心板的板厚约110mm，板的两侧外层承受压力或者拉力，纵向钢丝架承受横向力，中间的轻质材料能减轻自重且提高保温性能。这种复合型板材能有效地利用各层材料，并具有轻质、保温、隔热、防水防火、隔音、抗震等特点，适用于加层结构的非承重墙、框架围护外墙等墙体及屋面。
　　1.3.3稻草板。
　　稻草板是以天然稻草或者麦秸为原料，不添加粘结剂，不需切割粉碎，直接在形成机内加热挤压成形，并在表面粘贴一层“护面纸”而制成的一种新型绿色板材。它主要可以用于建筑的内隔墙、外墙内衬、吊顶等。稻草板如果用于外墙，则外墙层面要进行防水处理。或者钉挂钢丝网后抹10mm厚的水泥砂浆。
　　2、轻型钢结构建筑屋面系统构造
　　2.1轻型钢结构屋面材料的分类.
　　轻型钢机构屋面材料宜采用具有轻质、高强、耐久、耐火、保温、隔热、隔声、抗震等性能的建筑材料，同时要求其结构简单，施工方便，并能工业化生产，如压型钢板、太空板、瓦楞铁等。目前，国内外配备使用的轻型钢结构屋面材料主要有以下几种：
　　①金属压型板。金属压型板是目前轻型钢结构屋面有禀体系中应用最广的屋面材料，它采用热镀层钢板、彩色层钢板，经压制冷弯成形，具有轻质、高强、耐久、耐火、保温、隔热、隔声、抗震等特点。其单层自重为5-10kg/㎡，当建筑屋面有保暖隔热要求时，可以采用双层钢板之间夹保温层的做法，屋面全部自重一般不超过20kg/㎡。
　　②太空板。太空板是采用高强水泥发泡工艺制备的人轻石为芯材，以玻璃纤维网增强的上下水泥面层及钢边肋复合而成的新型轻质屋面板材，具有刚度好、强度高、延性好的特点，有良好的机构性能和工程应用前途。其常用尺寸为3m×3m、1.5m×6m、3m×6m等。
　　③石棉水泥波形瓦。石棉水泥波形瓦属于传统的建筑材料，具有自重轻、美观、施工简便等特点。除了适用工业和民用建筑的屋面材料外，还可以做墙体的围护材料。但是石棉水泥波形瓦的材质存在脆性大，易破损的弱点，因此使用时要慎重考虑。
　　2.2影响轻型钢结构屋面常用坡度的主要因素。
　　影响轻型钢结构屋面材料坡度大小的影响很多，一般是四个方面：
　　首先，受建筑本身的影响。轻型钢结构屋面坡度的大小要根据建筑的需要来选择。屋面坡度大，对排水有利，但是屋面坡度过大会使水流速度增大，遇到障碍物会产生溅水而导致屋面漏水；屋面坡度过小，排水速度慢，容易产生积水，造成排水不畅，会加速压型板的腐蚀，影响其使用寿命，造成屋面漏水。因此，坡度大大小要从建筑本身来看，要看实际的工程需要，权衡利弊，选择最适合的坡度。
　　其次，受经济的影响。屋面坡度小就可以节约材料，节约成本；屋面坡度大则屋面使用材料多，墙面的使用材料也会增加，特别是在单坡长度较大的情况下尤为明显，这样屋面建设成本高。因此，在坡度的选择上，经济也是其中重要的影响因素。
　　再次，受板型的影响。屋面坡度与所采用的屋面压型板的板型密切相关，不同板型对最小坡度有不同的要求。在坡度的选择上，必须得考虑板型的因素。
　　最后，受施工的影响。在选择屋面坡度时，还要从实际施工的角度来选择。屋面坡度过大会给施工安装带来困难，一般坡度为1/6时，施工人员行走就会出现困难，屋面坡度为1/3时，施工人员的行走就十分困难了，只能踩着屋面外露螺栓头行走，而这可能会把许多外露偶的螺栓头踩倾斜，影响施工的质量。
　　3.3结束语
　　总之，轻型钢结构建筑的围护系统构造在设计和施工上，必须符合应力、稳定、刚度、防水、防火、保温、隔热、隔声、防震以及施工维护等方面的要求，才能达到设计标准，满足建筑物的安全及正常使用。
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