低層冷彎薄壁型輕鋼房屋龍骨設(shè)計(jì)和安裝技術(shù)

谷佳冰

（中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明650032）

1 前言

冷彎薄壁型輕鋼結(jié)構(gòu)房屋適用于1～3層（不含地下室、檐口高度應(yīng)不大于12 m）的新建、改建、擴(kuò)建建筑。是以冷彎薄壁型鋼構(gòu)件為基本結(jié)構(gòu)骨架，以新型結(jié)構(gòu)板材為結(jié)構(gòu)體系，配以其他保溫、裝飾材料，經(jīng)工廠集成生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)裝配而成的房屋建筑體系。具有良好的抗震、防火、防水、隔音、保溫、隔熱等性能，是一種高效節(jié)能型的綠色建筑體系。

本文主要介紹的是89型輕鋼結(jié)構(gòu)骨架的形成過(guò)程，輕鋼龍骨主要適用于建造中小型私人別墅、旅游民宿、安居工程以及臨建房屋等，尤其是對(duì)于臨建房屋，鋼材的回收率可以達(dá)到90%，完全符合綠色、環(huán)保建筑需求。

2 龍骨原材

為達(dá)到更好的防腐蝕和強(qiáng)度高的效果，冷彎薄壁型輕鋼房屋的龍骨材料目前普遍采用鍍鋁鋅鋼帶，材質(zhì)為 S550GD+AZ150，厚度 0.75～1.2 mm，此材料抗拉強(qiáng)度達(dá)到560 MPa。

鋼帶經(jīng)過(guò)專用設(shè)備成型、沖孔切槽、噴墨打印等流程，生成規(guī)格為89×41×10的“C”型龍骨，并且每一根龍骨都有其相應(yīng)構(gòu)件的編號(hào)，給龍骨的組裝帶來(lái)了極大的便利。

3 龍骨的生產(chǎn)流程

輕鋼結(jié)構(gòu)房屋龍骨的生產(chǎn)流程：用CAD軟件進(jìn)行布局圖規(guī)劃設(shè)計(jì)→用Vertex BD軟件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和設(shè)計(jì)建?！M(jìn)行輕鋼龍骨設(shè)計(jì)→手動(dòng)調(diào)整，更新圖紙→圖紙審核、修改→導(dǎo)出專用NC文件→拷貝NC文件→NC文件傳輸?shù)缴a(chǎn)設(shè)備→龍骨生產(chǎn)→打包、出廠。

（1）CAD布局圖規(guī)劃設(shè)計(jì)

依照業(yè)主要求進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，滿足業(yè)主對(duì)建筑功能需求，或者根據(jù)業(yè)主提供的建筑平面圖，為業(yè)主做好參謀，提供合理化建議并完成建筑平面和立面設(shè)計(jì)。

（2）軟件設(shè)計(jì)建模

建模的順序按照由下而上進(jìn)行，從1層到2（3）層，從墻體到屋頂（圖 1、2）。

圖1 建模平面圖（2D）

CAD平面圖作為參考圖紙導(dǎo)入到Vertex BD專業(yè)軟件中，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，墻體的繪制，門(mén)窗的參數(shù)設(shè)置及放置，即完成了墻體的建模；對(duì)于2層及以上建筑，樓板的建模在樓板層插入樓板模塊，設(shè)置高度即可；屋頂?shù)慕Ｏ仍O(shè)置屋檐線，再根據(jù)屋面形狀設(shè)置參數(shù)，形成面板。

對(duì)于梁、柱子等的建模，可參考?jí)w、地板等的建模。

圖2 建模立體圖（3 D）

（3）龍骨設(shè)計(jì)及調(diào)整

生成龍骨的順序按照由上而下進(jìn)行，從2（3）層到1層，從屋頂?shù)綁w。

屋面系統(tǒng)的桁架以及地板桁架模型可在設(shè)置好參數(shù)后直接生成龍骨部件，屋面坡面以及墻體的模型需要生成面板后再生成龍骨部件，龍骨的間距按照規(guī)范的要求設(shè)置，并且預(yù)留好插座、開(kāi)關(guān)燈具、水管的孔位，對(duì)于矩形的龍骨框架，必要時(shí)添加K撐，以便安裝時(shí)保證每一塊的垂直度，然后在3 D龍骨中檢查房屋整體的受力情況，也可以根據(jù)需要在受力分析軟件中進(jìn)行受力分析計(jì)算、形成計(jì)算書(shū)；對(duì)于存在問(wèn)題的部位進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，滿足受力要求（圖3）。

圖3 生成龍骨立面圖（3 D）

（4）生產(chǎn)龍骨

將檢查無(wú)誤的龍骨數(shù)據(jù)導(dǎo)出，將導(dǎo)出的NC數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)脚涮椎凝埞巧a(chǎn)線設(shè)備中，鋼帶經(jīng)過(guò)生產(chǎn)設(shè)備在冷狀態(tài)下打孔、剪孔、彎曲、折邊等工序后形成C型鋼，每根C型鋼都有唯一的一個(gè)編號(hào)，方便打包和組裝。

4 現(xiàn)場(chǎng)安裝

4.1 基礎(chǔ)施工

在龍骨運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)以前，需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，地基一般采用混凝土圈梁基礎(chǔ)，采用化學(xué)錨栓作為地腳螺栓，基礎(chǔ)施工時(shí)要進(jìn)行找平和定出龍骨安裝中心線。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)組裝

將打包好的龍骨運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后，即可進(jìn)行單榀骨架組裝，通常單榀骨架打包為一捆，根據(jù)對(duì)應(yīng)骨架的組裝圖，在平整的地面上擺放，方向和位置嚴(yán)格按照?qǐng)D紙擺放，角度要垂直，然后用專用自攻螺絲進(jìn)行固定，完成組裝（圖4）。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)組裝圖

4.3 安裝固定

墻體、樓板、屋面、天花各結(jié)構(gòu)根據(jù)圖紙上對(duì)應(yīng)編號(hào)的位置進(jìn)行安裝，方向也要與圖紙中的一致。

4.3.1 墻體的固定

將拼裝好的單榀骨架進(jìn)行豎立、安裝，在混凝土基礎(chǔ)與墻體之間鋪設(shè)防潮墊并找平。

（1）墻體與基礎(chǔ)的連接

墻體與基礎(chǔ)的連接要用抗拔連接件和化學(xué)錨栓進(jìn)行固定：抗拔連接件在每面墻體的拐角處安裝，安裝詳圖見(jiàn)圖5，化學(xué)錨栓每隔1 000 mm安裝一顆，安裝詳圖見(jiàn)圖6。

圖5 抗拔連接件安裝示意圖

（2）同層的墻體與墻體連接

T形墻與L型墻的連接采用M4.8×16的扁頭鉆尾螺絲和直角連接件配合固定，連接處至少有3個(gè)連接件進(jìn)行固定；在同一平面內(nèi)的墻體連接采用M4.8×16的扁頭鉆尾螺絲“S”形連接，打釘間距150 mm（圖 7、8）。

圖6 化學(xué)錨栓安裝示意圖

圖7 直角連接件安裝圖

圖8 墻體與墻體連接示意圖

（3）上下層墻體連接

對(duì)于2層及以上的建筑，上層墻體與下層墻體之間需要進(jìn)行加固，剪力墻外部采用厚度不小于1.2 mm、規(guī)格為80×1 000 mm的條形鋼帶，用M4.8×16的扁頭鉆尾螺絲打釘，將上層墻體、樓板及下層墻體連接起來(lái)，條形連接件在端部、墻體拼接處和每隔2 m處設(shè)置。剪力墻內(nèi)部采用抗拔連接件、化學(xué)錨栓，用螺母進(jìn)行上下固定。連接示意圖見(jiàn)圖9、圖 10。

（4）墻體龍骨加固

有孔洞的門(mén)窗上方過(guò)梁處，兩面均用173×0.75 mm的鋼板固定加強(qiáng)；無(wú)孔洞的墻體兩面均要用50×0.75 mm的斜拉鋼帶進(jìn)行交叉支撐，鋼帶長(zhǎng)度宜為3～5 m，固定斜拉鋼帶時(shí)，先將兩端用螺絲固定牢固后，用緊固件向墻體框架內(nèi)拉緊鋼帶，最后再其余地方打釘固定（圖11、12）。

圖9 上下層墻體加固詳圖一

圖10 上下層墻體加固詳圖二

圖11 加強(qiáng)板安裝示意圖

圖12 斜拉帶緊固件安裝圖

4.3.2 樓板的固定

對(duì)于2層以上的建筑，樓板的固定采用自攻螺絲和連接件配合固定，在每端樓板與墻體的連接處用兩顆外六角自攻釘固定，在內(nèi)側(cè)用直角連接件進(jìn)行加固，并可用交叉鋼帶進(jìn)行加強(qiáng)處理（圖13）。

圖13 樓板連接示意圖

4.3.3 屋面的固定

屋頂桁架與墻體或者天花的連接要用連接件固定加強(qiáng)，在每個(gè)桁架與墻體上導(dǎo)梁連接處用三向連接件固定；屋面龍骨與桁架的連接采用M4.8×16的扁頭鉆尾螺絲“S”形連接，打釘間距150 mm，必要部位采用抗風(fēng)連接件加強(qiáng)（圖14）。

5 施工驗(yàn)收

主體龍骨鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后，需要對(duì)各部位及整體的垂直度、平面彎曲度進(jìn)行檢測(cè)，允許公差滿足規(guī)范要求，形成驗(yàn)收記錄表。

圖14 現(xiàn)場(chǎng)安裝施工圖

6 總結(jié)

本文對(duì)低層冷彎薄壁輕鋼房屋的龍骨框架的安裝從設(shè)計(jì)、制作、組裝、安裝施工、驗(yàn)收各個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)介紹，我們可以看出與傳統(tǒng)的混凝土建筑有本質(zhì)上的區(qū)別：龍骨的設(shè)計(jì)及調(diào)整用軟件來(lái)完成，可以在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和不足，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)龍骨進(jìn)行優(yōu)化，保證現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中不返工、不誤工；輕鋼房屋的固定主要采用化學(xué)錨栓、自攻螺栓和專用連接件進(jìn)行固定，保證整個(gè)建筑的穩(wěn)定性、安全性，因此連接件和固定件的安裝工藝顯得尤為重要；輕鋼房屋龍骨可以實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)裝配化施工，因此可以大大縮短施工工期，并且有著綠色、環(huán)保、抗震等優(yōu)異性能。