CN106869346A - 一种钢骨架轻型复合板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢骨架轻型复合板，钢骨架轻型复合板包括桁架骨架系统，所述钢骨架轻型复合板水平方向使用时，斜拉筋的布置采用 和/或方式；所述钢骨架轻型复合板垂直方向使用时，斜拉筋的布置采用和/或方式。本方案与采用水泥发泡类轻型板的方案相比，不考虑内部兼作为保温材料填充的水泥发泡类材料与钢骨架整体握合的强度，只是单独计算验算组合桁架网格或者组合型钢网格形成的钢结构立体空间强度，使得整体板材强度不受控于发泡水泥的强度，板材强度可以根据设计和使用要求通过计算、验算；增加型钢截面，加大单位平米用钢量来调控，满足板材各种力学指标。

Description

一种钢骨架轻型复合板
技术领域
本发明属于建筑领域，涉及一种钢骨架轻型复合板。
背景技术
现今大量使用的轻型保温板主要是彩色钢板夹芯板和水泥发泡类轻型板材。彩色钢板夹芯板强度低、保温隔汽性能差，耐久性不好，不具备防火性。水泥发泡类轻型板，是利用水泥发泡的强度，与内部钢骨架完全握合，形成整体强度，整体板材强度受控于发泡水泥的强度，该类板由于钢材和水泥类材料线膨胀系数不同，会导致冷热交替作用下钢框与发泡芯材产生裂隙，影响整体板材的强度，且发泡水泥在该板材中还作为保温材料进行使用，但是由于没有隔汽层，所以由于季节更替产生的保温层内部结露且产生冻胀，会使保温性能会受到较大的影响，并且影响板材的耐久性能。由于水泥发泡的导热系数在0.07-0.085(w/m·k)，其容重在400-600kg/m3，所以该类板材在同等厚度的情况下，重量较重，且厚度一般在100mm，板材重量120kg/㎡。厚度增厚会影响板材自身重量，会影响在结构中的应用，无法满足有建筑节能要求的建筑应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种钢骨架轻型复合板。
本发明提供了如下的技术方案：
一种钢骨架轻型复合板，钢骨架轻型复合板包括桁架骨架系统，其特征在于：所述钢骨架轻型复合板水平方向使用时，斜拉筋的布置采用 方式；所述钢骨架轻型复合板垂直方向使用时，斜拉筋的布置采用 方式。
在上述方案中优选的是，所述斜拉筋采用方式时，通过焊接，焊缝长度为20mm，焊缝高度为5mm，桁架长度大于2.4m。
通过焊接热应力、冷却收缩，整体桁架成型冷却后会向上起拱15-30mm，组装成钢骨架轻型复合板的钢骨架时，整体钢骨架是一个向上起拱15-30mm的壳体，壳体钢结构骨架水平承载能力最优。
作为墙体所用的钢骨架轻型复合板，首先必须保证成型后墙体的平整度，所以采用方式焊接后，应力比较均衡，不会出现变形和起拱，可以保证钢骨架的平整度，满足实际使用要求。
在上述任一方案中优选的是，所述桁架钢骨架系统中，每品桁架竖向支撑间距在400-1200范围内，且所述钢骨架轻型复合板的斜拉筋与桁架竖向支撑角度不小于15度。
在上述任一方案中优选的是，其中所述骨架网格尺寸为750-900mm×1200-1500mm，且每个网格面积不超过1.2㎡。
在上述任一方案中优选的是，所述钢骨架轻型复合板的所述桁架骨架系统的斜拉筋与桁架竖向支撑角度最佳为15-35度。
在上述任一方案中优选的是，所述钢骨架轻型复合板包括上面层和下面层，或包括外面层和内面层；所述上面层的下表面和/或所述下面层的上表面喷涂或放置保温材料；所述外面层和/或内面层的里侧表面喷涂或者放置保温材料。
在上述任一方案中优选的是，所述上面层的下表面为隔气类保温材料。
在上述任一方案中优选的是，所述下面层的上表面为防火类保温材料。
在上述任一方案中优选的是，所述保温材料为聚苯板、岩棉、水泥发泡保温材料的一种或多种复合。
在上述任一方案中优选的是，所述钢骨架轻型复合板在4.5m跨度范围内，所述钢骨架轻型复合板的桁架高度在100-180mm范围内。
在上述任一方案中优选的是，所述钢骨架轻型复合板在4.5-6m跨度范围内，所述钢骨架轻型复合板的桁架高度在200-240mm范围内。
在上述任一方案中优选的是，所述钢骨架轻型复合板在6-7.5m跨度范围内，所述钢骨架轻型复合板的桁架高度在240-300mm范围内。
在上述任一方案中优选的是，所述桁架式轻型保温复合板在7.5-9.0m跨度范围内，所述钢骨架轻型复合板的桁架高度在300-350mm范围内。
在上述任一方案中优选的是，所述桁架式轻型保温复合板在9-12m跨度范围内，所述钢骨架轻型复合板的桁架高度在350-500mm范围内。
在上述任一方案中优选的是，所述钢骨架轻型复合板作为垂直板材使用时，板材厚度为150-300mm。
在上述任一方案中优选的是，所述钢骨架轻型复合板的内部空间填充保温、隔声、吸声、防火材料。
在上述任一方案中优选的是，所述钢骨架轻型复合板的两侧贴覆或复合面板或面层，所述面板或面层采用单层的面板和/或面层。
在上述任一方案中优选的是，所述面板或面层的厚度为4-60mm。
在上述任一方案中优选的是，所述面板或面层内部复合钢筋网、钢丝网和/或玻纤网格布。
在上述任一方案中优选的是，采用双层面板或面层时，板缝错开。
在上述任一方案中优选的是，所述钢骨架轻型复合板的两侧的面板或面层与钢骨架共同形成蒙皮结构。
在上述任一方案中优选的是，所述钢骨架轻型复合板的两侧复合的面板即蒙皮板，在所述骨架与所述蒙皮结构的蒙皮板接触的表面或者整个面，添加防水隔汽膜、防水透气膜、隔音垫、减震垫功能性膜和/或垫材料。
在上述任一方案中优选的是，所述钢骨架轻型复合板包括型钢骨架系统，将桁架骨架系统替换为所述型钢骨架系统。
在上述任一方案中优选的是，所述型钢骨架系统全部或者局部采用C型钢、槽钢、轻钢龙骨和/或桁架。
采用本发明方案，可以克服彩色钢板屋面强度低、耐久性、防火性差的缺点，可以替代传统的现浇钢筋混凝土屋面。而且本方案与采用水泥发泡类轻型板的方案相比，不考虑内部兼作为保温材料填充的水泥发泡类材料与钢骨架整体握合的强度，只是单独计算验算组合桁架网格或者组合型钢网格形成的钢结构立体空间强度，使得整体板材强度不受控于发泡水泥的强度，板材强度可以根据设计和使用要求通过计算、验算；增加型钢截面，加大单位平米用钢量来调控，满足板材各种力学指标。且与水泥发泡相比具有重量轻、韧性好、可以添加不同类型的保温材料，满足各类地区的建筑节能指标要求。而水泥发泡类轻型板，考虑到重量控制，厚度一般不超过100mm，而本方案轻型板，保温层厚度也可以根据各地区建筑节能要求，可以添加任意厚度和任意保温材料来满足。
附图说明
图1是本发明一种钢骨架轻型复合板的实验例1中单榀桁架荷载计算简图；
图2是本发明一种钢骨架轻型复合板的实验例1中桁架模型荷载计算示意图。
具体实施方式
为了进一步了解本发明的技术特征，下面结合具体实施例对本发明进行详细地阐述。实施例只对本发明具有示例性的作用，而不具有任何限制性的作用，本领域的技术人员在本发明的基础上做出的任何非实质性的修改，都应属于本发明的保护范围。
实施例1：作为屋面板使用的钢骨架轻型复合板，钢骨架采用桁架形式，可以减少冷桥，减少用钢量，因为屋面板属于水平方向使用板材，承受有关风、雪、以及其他相关屋面上表部分的荷载，所以采用微拱形结构形式比较有利，一方面可以减少板材承重状态下的挠度，一方面有利于控制板材荷载状态下，下表面刚性面层由于屋面板受压下挠变形而导致的受拉开裂现象。
之所以钢骨架轻型复合板包括桁架骨架系统，斜拉筋的布置应采用方式，是因为该方式在焊接成型过程中，会形成2-3％的上挠，使得整体钢骨架轻型复合板具备了作为水平板使用微拱的形式。
然后利用微拱的主桁架组装成钢骨架网格，网格尺寸一般为750-900mm×1200-1500mm，且每个网格面积不超过1.2㎡。且每品桁架竖向支撑间距在400-1200mm范围内，且必须保证所述钢骨架轻型复合板的斜拉筋与桁架竖向支撑角度不得小于15度，角度最佳为15-35度。
整体桁架钢骨架轻型复合板，作为双向板使用时具备了板材钢结构骨架中间部位微拱20-30mm的拱形效果，作为单向板使用时，可以通过增加桁架斜拉筋焊接量，来控制板材宽度中间部位的上挠度，上挠度可以调整控制到30-50mm，主要是根据板材跨度来决定，一般屋面板跨度要求控制在荷载状态下，挠度不超过板材跨度的1/200-250。
屋面板双向板一般在4.5m跨度范围内，桁架高度在100-180mm范围内，屋面板单向板在4.5-6m跨度范围内，所述钢骨架轻型复合板的桁架高度在200-240mm范围内，屋面板单向板在6-7.5m跨度范围内，所述钢骨架轻型复合板的桁架高度在240-300mm范围内。屋面板单向板在7.5-9.0m跨度范围内，所述钢骨架轻型复合板的桁架高度在300-350mm范围内。屋面板单向板在9-12m跨度范围内，所述钢骨架轻型复合板的桁架高度在350-500mm范围内。
根据设计使用要求，桁架式钢骨架轻型复合板屋面板的内部空间填充保温、隔声、吸声、防火材料。保温材料为聚苯板、岩棉、水泥发泡保温材料的一种或多种复合。
屋面板下面层的上表面为防火、隔气类保温材料，或者采用防火类保温材料另外涂刷隔汽层、或者添加隔汽膜。
添加完保温材料后，制作安装上下面层，上下面层厚度一般在4-60mm范围内，可以现浇，也可以采用预制类板材。采用现浇打制时，所述面层内部复合钢筋网、钢丝网和/或玻纤网格布。预制类板材内部或表面也可以复合钢筋网、钢丝网和/或玻纤网格布。采用预制类板材时可以采用双层面板，采用双层面板或面层时，板缝错开。分散集中应力，避免开裂。
面层与整体钢骨架形成蒙皮结构，提升整体板材强度性能20-30％。
采用面板时，在所述骨架与所述蒙皮结构的蒙皮板接触的表面或者整个面，添加防水隔汽膜、防水透气膜、隔音垫、减震垫功能性膜和/或垫材料。
可以将钢骨架轻型板的桁架骨架系统全部或者局部采用C型钢、槽钢、轻钢龙骨和/或桁架替代，增加制作施工中的方便性和美观性。
实施例2：作为墙体板使用的钢骨架轻型复合板，钢骨架采用桁架形式，可以减少冷桥，减少用钢量，因为屋面板属于垂直方向使用板材，主要承受风及风吸荷载，相对荷载等级小于屋面板，且考虑到安装使用的美观性，所以桁架斜拉筋的布置应采用方式。该方式在焊接成型过程中，不会形成挠度变形，板材平整美观。然后利用平整的主桁架组装成钢骨架网格，网格尺寸一般为750-900mm×1200-1500mm，且每个网格面积不超过1.2㎡。且每品桁架竖向支撑间距在400-1200mm范围内，且必须保证所述钢骨架轻型复合板的斜拉筋与桁架竖向支撑角度不得小于15度，角度最佳为15-35度。整体桁架钢骨架轻型复合板，考虑到墙体建筑节能要求，厚度一般在150-300mm范围内。风荷载状态下，墙体板材挠度不超过板材跨度的1/150-200。
考虑到墙板的特殊使用受力要求，除了把墙体桁架做成网格状形式外还可以根据其受力特点。把整体墙体板材的桁架系统制作成"口"″日"字形，"目"字形， 等结构形式。
采用口、日或目字形，一般是竖向用墙板，网格尺寸一般在1.2-5㎡范围内。
采用 等结构形式。该类型板属于水平方向垂直使用，四点支托，网格尺寸一般在0.6-1.5㎡范围内。
根据设计使用要求，桁架式钢骨架轻型复合板墙面板的内部空间填充保温、隔声、吸声、防火材料。保温材料为聚苯板、岩棉、水泥发泡保温材料的一种或多种复合。
墙面板面层的内表面为防火、隔气类保温材料，或者采用防火类保温材料另外涂刷隔汽层、或者添加隔汽膜。
添加完保温材料后，制作安装墙面板内外面层，内外面层厚度一般在10-60mm范围内，可以现浇，也可以采用预制类板材。采用现浇打制时，所述面层内部复合钢筋网、钢丝网和/或玻纤网格布。预制类板材内部或表面也可以复合钢筋网、钢丝网和/或玻纤网格布。采用预制类板材时可以采用双层面板，采用双层面板或面层时，板缝错开。分散集中应力，避免开裂。
面层与整体钢骨架形成蒙皮结构，提升整体板材强度性能20-30％。
采用面板时，在所述骨架与所述蒙皮结构的蒙皮板接触的表面或者整个面，添加防水隔汽膜、防水透气膜、隔音垫、减震垫功能性膜和/或垫材料。
可以将钢骨架轻型板的桁架骨架系统全部或者局部采用C型钢、槽钢、轻钢龙骨和/或桁架替代，增加制作施工中的方便性和美观性。
本实施例中，所述钢骨架轻型复合板垂直方向使用时，斜拉筋的布置应采用方式。
实验例1
理论计算，结构满足设计要求的钢骨架轻型板钢骨架结构理论用钢量为19.64kg/㎡，是按照桁架的每根系杆进行验算得出的结论，但实际钢骨架轻型板已经形成一个立体空间受力的整体，通过实际检验测定，钢骨架轻型板钢骨架的在满足相同验算荷载情况下，实际用钢量为10.23kg/㎡，用钢量的差距，既代表了钢骨架内部结构交互排列后，形成立体空间所带来的技术上的优化效果。
理论计算，结构满足设计要求的钢骨架轻型板钢骨架结构立体空间建模理论用钢量为12.93kg/㎡，通过实际检验测定，钢骨架轻型板钢骨架在满足相同验算荷载情况下，实际用钢量为10.23kg/㎡，用钢量的差距，代表了钢骨架与上、下面板复合后，形成蒙皮结构所带来的技术上的优化效果。
以单品桁架验算整体钢骨架轻型板钢骨架部分理论用钢量的理论验算计算(以2.98m×2.98m钢骨架轻型板为例，)如图1所示，图1中桁架高h不包括面板，HJ-1、HJ-2示意(3m跨度)，HJ-1上弦采用L50x5等边角钢,下弦杆采用L36x4等边角钢，腹杆采用L30x4等边角钢。HJ-2上下弦采用L40x4等边角钢,腹杆采用L40x4等边角钢。
设计条件
屋面板长L＝2.98m，宽B＝2.98m；桁架高h1＝150mm。
通过计算，结构满足设计要求。
以单品桁架验算整体钢骨架轻型板钢骨架部分理论用钢量的理论验算结论：2.98×2.98×0.15m钢骨架轻型板用钢量为19.64kg/㎡。
以桁架整体建模验算整体钢骨架轻型板钢骨架理论用钢量的理论验算以(以2.99m×2.99m钢骨架轻型板为例，)如图2所示，图2中桁架高h不包括面板，HJ-1、HJ-2示意(3m跨度)，HJ-1上弦采用L40x4等边角钢,下弦杆采用L40x4等边角钢，腹杆采用和钢筋。HJ-2上下弦采用L36x3等边角钢,腹杆采用和钢筋。
设计条件
屋面板长L＝2.99m，宽B＝2.99m；桁架高h1＝150mm。
通过计算，结构满足设计要求。
以桁架整体建模验算整体钢骨架轻型板钢骨架理论用钢量的理论验算结果：桁架式钢骨架轻型板理论用钢量为12.93kg/㎡。

Claims (10)

1.一种钢骨架轻型复合板，钢骨架轻型复合板包括桁架骨架系统，其特征在于：所述钢骨架轻型复合板水平方向使用时，斜拉筋的布置采用 和/或方式；所述钢骨架轻型复合板垂直方向使用时，斜拉筋的布置采用和/或方式。
2.根据权利要求1所述的钢骨架轻型复合板，其特征在于：所述斜拉筋采用方式时，通过焊接，焊缝长度为20mm，焊缝高度为5mm，桁架长度大于2.4m。
3.根据权利要求1所述的钢骨架轻型复合板，其特征在于：所述桁架钢骨架系统中，每品桁架竖向支撑间距在400-1200mm范围内，且所述钢骨架轻型复合板的斜拉筋与桁架竖向支撑角度不小于15度。
4.根据权利要求1所述的钢骨架轻型复合板，其特征在于：其中所述骨架网格尺寸为750-900mm×1200-1500mm，且每个网格面积不超过1.2㎡。
5.根据权利要求4所述的钢骨架轻型复合板，其特征在于：所述钢骨架轻型复合板的所述桁架骨架系统的斜拉筋与桁架竖向支撑角度为15-35度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的钢骨架轻型复合板，其特征在于：所述钢骨架轻型复合板包括上面层和下面层，或包括外面层和内面层；所述上面层的下表面和/或所述下面层的上表面喷涂或放置保温材料；所述外面层和/或内面层的里侧表面喷涂或者放置保温材料。
7.根据权利要求6所述的钢骨架轻型复合板，其特征在于：所述上面层的下表面为隔气类保温材料。
8.根据权利要求6所述的钢骨架轻型复合板，其特征在于：所述下面层的上表面为防火类保温材料。
9.根据权利要求6所述的钢骨架轻型复合板，其特征在于：所述保温材料为聚苯板、岩棉、水泥发泡保温材料的一种或多种复合。
10.根据权利要求6所述的钢骨架轻型复合板，其特征在于：所述钢骨架轻型复合板在4.5m跨度范围内，所述钢骨架轻型复合板的桁架高度在100-180mm范围内。
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