低層冷彎薄壁型輕鋼房屋龍骨設計和安裝技術

谷佳冰

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部，云南 昆明650032）

1 前言

冷彎薄壁型輕鋼結構房屋適用于1～3層（不含地下室、檐口高度應不大于12 m）的新建、改建、擴建建筑。是以冷彎薄壁型鋼構件為基本結構骨架，以新型結構板材為結構體系，配以其他保溫、裝飾材料，經工廠集成生產和現場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，是一種高效節能型的綠色建筑體系。

本文主要介紹的是89型輕鋼結構骨架的形成過程，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，尤其是對于臨建房屋，鋼材的回收率可以達到90%，完全符合綠色、環保建筑需求。

2 龍骨原材

為達到更好的防腐蝕和強度高的效果，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，材質為 S550GD+AZ150，厚度 0.75～1.2 mm，此材料抗拉強度達到560 MPa。

鋼帶經過專用設備成型、沖孔切槽、噴墨打印等流程，生成規格為89×41×10的“C”型龍骨，并且每一根龍骨都有其相應構件的編號，給龍骨的組裝帶來了極大的便利。

3 龍骨的生產流程

輕鋼結構房屋龍骨的生產流程：用CAD軟件進行布局圖規劃設計→用Vertex BD軟件進行參數設置和設計建模→進行輕鋼龍骨設計→手動調整，更新圖紙→圖紙審核、修改→導出專用NC文件→拷貝NC文件→NC文件傳輸到生產設備→龍骨生產→打包、出廠。

（1）CAD布局圖規劃設計

依照業主要求進行建筑設計，滿足業主對建筑功能需求，或者根據業主提供的建筑平面圖，為業主做好參謀，提供合理化建議并完成建筑平面和立面設計。

（2）軟件設計建模

建模的順序按照由下而上進行，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入到Vertex BD專業軟件中，進行系統設置，墻體的繪制，門窗的參數設置及放置，即完成了墻體的建模；對于2層及以上建筑，樓板的建模在樓板層插入樓板模塊，設置高度即可；屋頂的建模先設置屋檐線，再根據屋面形狀設置參數，形成面板。

對于梁、柱子等的建模，可參考墻體、地板等的建模。

圖2 建模立體圖（3 D）

（3）龍骨設計及調整

生成龍骨的順序按照由上而下進行，從2（3）層到1層，從屋頂到墻體。

屋面系統的桁架以及地板桁架模型可在設置好參數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，龍骨的間距按照規范的要求設置，并且預留好插座、開關燈具、水管的孔位，對于矩形的龍骨框架，必要時添加K撐，以便安裝時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，也可以根據需要在受力分析軟件中進行受力分析計算、形成計算書；對于存在問題的部位進行手動調整，滿足受力要求（圖3）。

圖3 生成龍骨立面圖（3 D）

（4）生產龍骨

將檢查無誤的龍骨數據導出，將導出的NC數據文件傳輸到配套的龍骨生產線設備中，鋼帶經過生產設備在冷狀態下打孔、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編號，方便打包和組裝。

4 現場安裝

4.1 基礎施工

在龍骨運輸到現場以前，需要對場地進行平整，地基一般采用混凝土圈梁基礎，采用化學錨栓作為地腳螺栓，基礎施工時要進行找平和定出龍骨安裝中心線。

4.2 現場組裝

將打包好的龍骨運輸到施工現場后，即可進行單榀骨架組裝，通常單榀骨架打包為一捆，根據對應骨架的組裝圖，在平整的地面上擺放，方向和位置嚴格按照圖紙擺放，角度要垂直，然后用專用自攻螺絲進行固定，完成組裝（圖4）。

圖4 現場組裝圖

4.3 安裝固定

墻體、樓板、屋面、天花各結構根據圖紙上對應編號的位置進行安裝，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行豎立、安裝，在混凝土基礎與墻體之間鋪設防潮墊并找平。

（1）墻體與基礎的連接

墻體與基礎的連接要用抗拔連接件和化學錨栓進行固定：抗拔連接件在每面墻體的拐角處安裝，安裝詳圖見圖5，化學錨栓每隔1 000 mm安裝一顆，安裝詳圖見圖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個連接件進行固定；在同一平面內的墻體連接采用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

對于2層及以上的建筑，上層墻體與下層墻體之間需要進行加固，剪力墻外部采用厚度不小于1.2 mm、規格為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，條形連接件在端部、墻體拼接處和每隔2 m處設置。剪力墻內部采用抗拔連接件、化學錨栓，用螺母進行上下固定。連接示意圖見圖9、圖 10。

（4）墻體龍骨加固

有孔洞的門窗上方過梁處，兩面均用173×0.75 mm的鋼板固定加強；無孔洞的墻體兩面均要用50×0.75 mm的斜拉鋼帶進行交叉支撐，鋼帶長度宜為3～5 m，固定斜拉鋼帶時，先將兩端用螺絲固定牢固后，用緊固件向墻體框架內拉緊鋼帶，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，在內側用直角連接件進行加固，并可用交叉鋼帶進行加強處理（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，在每個桁架與墻體上導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，必要部位采用抗風連接件加強（圖14）。

5 施工驗收

主體龍骨鋼結構安裝完成后，需要對各部位及整體的垂直度、平面彎曲度進行檢測，允許公差滿足規范要求，形成驗收記錄表。

圖14 現場安裝施工圖

6 總結

本文對低層冷彎薄壁輕鋼房屋的龍骨框架的安裝從設計、制作、組裝、安裝施工、驗收各個步驟進行詳細介紹，我們可以看出與傳統的混凝土建筑有本質上的區別：龍骨的設計及調整用軟件來完成，可以在檢查過程中發現錯誤和不足，在設計時對龍骨進行優化，保證現場施工過程中不返工、不誤工；輕鋼房屋的固定主要采用化學錨栓、自攻螺栓和專用連接件進行固定，保證整個建筑的穩定性、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現工廠化預制和現場裝配化施工，因此可以大大縮短施工工期，并且有著綠色、環保、抗震等優異性能。