7.3.3.1　轻钢结构概述

轻钢结构由薄钢板（厚度5mm以上）或型钢焊接成主要框架的柱、梁，以及薄壁冷弯屋面、墙面檩条（也有称墙梁、墙筋）等组装而成，外盖以轻质、高强、美观耐久的彩色钢板（简称彩钢板）组成墙体和屋面围护结构。这类建筑主要由轻型钢构件组装，构件轻质高强，结构抗震性能好，可建造大跨度（9～40m）、大柱距（4～15m）的房屋，并且建筑美观、屋面排水流畅、防水性能好；由于构件在工厂制造，成品精确度高；构件采用高强螺栓或电焊连接在现场吊装拼接，具有施工简单方便，产品质量好，安装速度快，占地面积小，施工不受季节限制等特点。

此外，由于结构轻巧，自重轻，轻钢结构与混凝土结构建筑比较，自重减少70%～80%，大大减轻地基压力，减少基础造价；用钢量也仅为20～30kg/m2，投资少。目前主要用于建造各类轻型工业厂房、仓储、公共设施和娱乐场所、体育场馆等建筑。

7.3.3.2　轻钢结构单层厂房的构造、构件种类及连接节点

1.构造

轻钢结构单层厂房，主要由钢柱，屋面钢梁或屋架，屋面檩条，墙梁（檩条）及屋面、柱间支撑系统，屋面、墙面彩钢板等组装而成。图7-51是某一轻钢结构单层厂房的构造示意图。

图7-51　轻钢结构单层厂房构造示意图

2.构件种类及连接节点

钢柱一般为“H”形断面，采用热轧H型钢或用薄钢板经机器自动裁板、自动焊接制成。其截面可制成直条型和变截面型两种，断面尺寸，由设计计算确定。钢柱通过地脚螺栓与钢筋混凝土基础连接、通过高强螺栓与屋面钢梁连接。其连接形式有斜面连接（图7-52（a））、直面连接（图7-52（b））。

屋面梁一般为Ⅰ字形截面，根据构件各截面的受力情况，可制成不同截面的若干段，运至施工现场后，在地面拼装并用高强螺栓连接，如图7-52（a），（b）所示。

图7-52　轻钢构件连接大样图

轻钢屋面檩条、墙梁采用高强镀锌彩色钢板经辊压成型，其截面形状有C型（图7-53）和“”型。其采用的规格尺寸应根据国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18-87）设计而定，表7-14是C型檩条常见的几种断面尺寸。檩条可通过高强螺栓直接连接在屋面梁翼缘上，也可连接固定在屋面梁上的檩条挡板上，如图7-54所示。

表7-14　C型钢檩条常用型号、规格、尺寸

图7-53　C型檩条断面形状

图7-54　檩条、屋面梁连接节点图

彩色钢浪板是用高强优质薄钢卷板（热镀锌钢板、镀铝锌钢板），经连续热浸合金化镀层处理和特殊工艺的连续烘涂各彩色涂层，再经机器辊压而制成。彩钢板的长度可根据实际尺寸而定，常见的几种宽度及形状如图7-55所示。彩钢板厚度有0.5，0.7，0.8，1.0，1.2mm几种；其表面涂层材料有：普通双性聚脂，高分子聚脂，硅双性聚脂、金属PVDF，PVF贴膜，含棵树脂，丙烯溶液等。

图7-55　彩钢板几种形状规格

7.3.3.3　轻钢结构安装准备工作

轻钢结构安装准备工作的内容和要求与普通钢结构安装工程相同。钢柱基础施工时，应做好地脚螺栓定位和保护工作，控制基础顶面标高和地脚螺栓顶面标高。基础施工后应按以下内容进行检查验收：

1.各行列轴线位置是否正确；

2.各跨跨距是否符合设计要求；

3.基础顶标高是否符合设计要求；

4.地脚螺栓的位置及标高是否符合设计及规范要求。

构件在吊装前应根据《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）中的有关规定，检验构件的外形和截面几何尺寸，其偏差不允许超出规范规定值之外；构件应依据设计图纸要求进行编号，弹出安装中心标记。钢柱应弹出两个方向的中心标记和标高标记；标出绑扎点位置；丈量柱长，其长度误差应详细记录，并用油笔写在柱子下部中心标记旁的平面上，以备在基础顶面标高二次灌浆层中调整。

构件进入施工现场，须有质量保证书及详细的验收记录；应按构件的种类、型号及安装顺序在指定区域堆放。构件地层垫木要有足够的支撑面以防止支点下沉；相同型号的构件叠层时，每层构件的支点要在同一直线上；对变形的构件应及时矫正，检查合格后方可安装。

7.3.3.4　轻钢结构单层厂房安装机械选择

轻钢结构单层厂房的构件相对自重轻，安装高度不大，因而构件安装所选择的起重机械多以行走灵活的自行式（履带式）起重机和塔式起重机为主。所选择的塔式起重机的臂杆长度应具有足够的覆盖面，要有足够的起重能力，能满足不同部位构件起吊要求。多机作业时，臂杆要有足够的高差，能有不碰撞的安全运转空间。

对有些重量比较轻的小型构件，如檩条、彩钢板等，也可直接由人力吊升安装。

起重机械的数量，可根据工程规模、安装工程大小及工期要求合理确定。

7.3.3.5　轻钢结构单层厂房安装

1.结构安装方法

轻钢结构安装可采用综合吊装法或分件安装法。采用综合吊装法，是先吊装一个单元（一般为一个柱间）的钢柱（4～6根），立即校正固定后吊装屋面梁、屋面檩条等，等一个单元构件吊装、校正、固定结束后，依次进行下一单元吊装。屋面彩钢板可在轻钢结构框架全部或部分安装完成后进行。

分件吊装法是将全部的钢柱吊装完毕后，再安装屋面梁、屋面（墙面）檩条和彩钢板。分件吊装法的缺点是行机路线较长。

2.构件的吊装工艺(www.daowen.com)

（1）钢柱的吊装

钢柱起吊前应搭好上柱顶的直爬梯；钢柱可采用单点绑扎吊装，扎点宜选择在距柱顶1/3柱长处，绑扎点处应设软垫，以免吊装时损伤钢柱表层。当柱长比较大时，也可采用双点绑扎吊装。

钢柱宜采用旋转法吊升，吊升时宜在柱脚底部栓好拉绳并垫以垫木，防止钢柱起吊时，柱脚拖地和碰坏地脚螺栓。

钢柱对位时，一定要使柱子中心线对准基础顶面安装中心线，并使地脚螺栓对孔，注意钢柱垂直度，在基本达到要求后，方可落下就位。经过初校，待垂直度偏差控制在20mm以内，拧上四角地脚螺栓临时固定后，方可使起重机脱钩。钢柱标高及平面位置已在基面设垫板及柱吊装对位过程完成，柱就位后主要是校正钢柱的垂直度。用两台经纬仪在两个方向对准钢柱两个面上的中心标记，同时检查钢柱的垂直度，如有偏差，可用千斤顶、斜顶杆等方法校正。

钢柱校正后，应将地脚螺栓紧固，并将垫板与预埋板及柱脚底板焊接牢固。

（2）屋面梁吊装

屋面梁在地面拼装并用高强螺栓连接紧固。屋面梁宜采用两点对称绑扎吊装，绑扎点亦设软垫，以免损伤构件表面。屋面梁吊装前应设好安全绳，以方便施工人员高空操作；屋面梁吊升宜缓慢进行，吊升过柱顶后由操作工人扶正对位，用螺栓穿过连接板与钢柱临时固定，并进行校正。屋面梁的校正主要是垂直度检查，屋面梁跨中垂直度偏差不大于H/250（H为屋面梁高），并不得大于20mm。屋架校正后应及时进行高强螺栓紧固，做好永久固定。

高强螺栓紧固、检测应按规范规定进行。

（3）屋面檩条、墙面梁的安装

薄壁轻钢檩条，由于重量轻，安装时可用起重机械或人力吊升。当安装完一个单元的钢柱、屋面梁后，即可进行屋面檩条和墙梁的安装。墙梁也可在整个钢框架安装完毕后进行。檩条和墙梁安装比较简单，直接用螺栓连接在檩条挡板或墙梁托板上。檩条的安装误差应在±5mm之内，弯曲偏差应在L/750（L为檩条跨度），且不得大于20mm。墙梁安装后应用拉杆螺栓调整平直度，顺序应由上向下逐根进行。

（4）屋面和墙面彩钢板安装

屋面檩条、墙梁安装完毕，就可进行屋面、墙面彩钢板的安装。一般是先安装墙面彩钢板，后安装屋面彩钢板，以便于檐口部位的连接。

彩钢板安装有隐藏式连接和自攻螺丝连接两种。隐藏式连接适用于图7-55（c），（d）两种型号的彩钢板，通过支架将其固定在檩条上，彩钢板横向之间用咬口机将相邻彩钢板搭接口咬接（图7-56），或用防水粘结胶粘结（这种做法仅适用于屋面）。自攻螺丝连接是将彩钢板直接通过自攻螺丝固定在屋面檩条或墙梁上，在螺丝处涂防水胶封口，如图7-57所示。这种方法可用于屋面或墙面彩钢板连接。

图7-56　隐藏式连接彩钢板

图7-57　螺丝连接彩钢板

彩钢板在纵向需要接长时，其搭接长度不应小于100mm，并用自攻螺丝连接，防水胶封口。

彩钢板安装中，对几个关键部位的构造做法如下：

1）山墙檐口　用檐口包角板连接屋面和墙面彩钢板。如图7-58所示。

图7-58　檐口节点做法

2）屋脊处　在屋脊处盖上屋背盖板；根据屋面的坡度大小，有两种不同做法。当屋面坡度≥10°时，可按图7-59（a）做法施工；屋面坡度＜10°时，应按图7-59（b）施工。如图7-60是保温屋面屋脊盖板做法。

图7-59　屋脊处节点做法

图7-60　保温屋面屋脊做法

3）门窗位置　依窗的宽度，在窗两侧设立窗边立柱，立柱与墙梁连接固定；在窗顶、窗台处设墙梁，安装彩钢板墙面时，在窗顶、窗台、窗侧分别用不同规格的连接板包角处理，见图7-61（a），（b），（c）。

图7-61　窗口包角做法

4）墙面转角处　用包角板连接外墙转角处的接口彩钢板，如图7-62所示。

对于保温屋面，彩钢板应安装在保温棉上。施工时，在屋面檩条上拉通长钢丝网，钢丝网间格为250～400mm方格。在钢丝网上保温棉顺着排水方向垂直铺向屋脊，在保温棉上再安装彩钢板。铺保温棉与安彩钢板依次交替进行，从房屋的一端施工向另一端。施工中应注意保温材料每幅宽度间的搭接，搭接的长度宜控制在50mm左右。同时当天铺设的保温棉上，应立即安装好彩钢板，以防雨水淋湿。

（5）天沟安装　天沟多采用不锈钢制品，用不锈钢支撑架固定在檐口的边梁（檩条）上，支撑架的间距约500mm，用螺栓连接，如图7-63所示。

图7-62　墙面转角节点做法

图7-63　天沟节点

轻钢结构安装完工后，需进行节点补漆和最后一遍涂装，涂装所用材料同基层上的涂层材料。

由于轻钢结构构件比较单薄，安装时构件稳定性差，需采取必要的措施，防止吊装变形。