彩板房结构设计

彩板房主要用于居民安置房、高考用房及中小学教室及宿舍。

结构选型 彩板房结构设计应注重结构选型，结构体系应首先按照安全可靠、经济合理和施工方便的原则，结合建筑功能、模数及围护结构的要求合理选用。其次应根据建筑功能的使用要求，选用相应的结构体系：公共服务和配套设施宜采用门式轻型钢结构无机类板材装配房屋；安置住房宜采用彩钢夹芯板轻体装配式房屋、门式刚架轻型钢结构无机类板材装配房屋；其中彩钢夹芯板轻体装配式房屋或其他符合结构选型要求的轻钢结构房屋；其中彩钢夹芯板轻体装配式房屋根据彩钢夹芯板的承重受力状况分为框架式和自承重式两种。

居民安置房及高考用房每间的尺寸为3800X5700mm，墙面板采用75mm厚YX-950(插口式)型EPS夹心板，内外板厚分别为0.40mm 。屋面板采用板房采用75mm厚YX-950(插口式)型EPS夹心板，内外板厚分别为0.40mm厚。

根据高考考试用房开间大的特点，彩板房采用部分横墙墙板与钢板扣槽暗柱的共同承重的体系。此承重体系采用钢板扣槽与混凝土通过M12膨胀螺栓与地面固定。其次，将墙面板插入槽钢内，通过自攻钉与槽钢固定。再次，墙面板通过扣槽与屋面板用自攻钉及铆钉固定在一起。外墙板间通过彩板折件及骨架连接固定。为满足屋面板的挠度设计要求，在进深中部增加一矩形管作为支撑，降低屋面板的跨度。

高考用房因采用大开间，为增强横向刚度及整体刚度的稳定性，立面增加扣槽柱构件，屋面纵向、横向均采用矩形管梁构件组合成一个整体，使结构骨架及屋面、墙面整体受力，满足稳定性的要求。平面如图1所示：

   中小学教室房间每间尺寸为8.55mX7.5m，因尺寸过大，不能单纯的采用墙面及小骨架承重，需要设计轻型屋架与横墙共同作为承重构件。本设计横向采用三角形屋架体系，采用PKPM软件的桁架计算方法，上下弦采用矩形管，腹杆采用角钢，为减少现场焊接量，加快安装进度，采取车间加工的方法。屋架下部的承重构件为双C檩柱，同样采用车间焊接的方法。屋架顶部檩条采用C形檩条，檩托采用成品角钢，檩托与檩条采用普通螺栓连接。结构平面如图2所示：

节点设计 节点设计是钢结构设计中一个的重点。板房节点设计分为建筑节点及结构节点设计。建筑节点的好坏关乎防风、防雨、保温、节能设计的优劣，影响建筑的美观。结构节点关系着结构受力、传力、施工的难易程度、结构计算模型是否与实际结构相符。

建筑节点 1.门节点 侧面采用2mm厚扣槽，根据施工经验尺寸采用40+75+50mm即可，用自攻螺钉固定；上侧采用彩板折件，用拉铆钉固定。如图3所示。经改进将侧面的扣槽改为门框铝代替，据现场施工反映，使用扣槽后，门与扣槽之间易产生缝隙，不利于保温隔热，夏天容易飞进虫、蚊等昆虫。门框铝的侧边正好解决了此问题。

2.窗节点 上下及侧面均采用彩板折件，由现场施工经验得知，彩板折件的尺寸不论从美观及结构上都能满足要求。彩板折件与门、窗的接触面需用密封胶密封。如图3

3.内外墙及墙角节点 内墙与外墙的节点采用90度彩板折件，端部折出5mm宽的45度边，美观且不宜划伤，结构方面可加强立面连接。彩板折件同样可通过拉铆钉固定。外墙角板的交界处外露，容易腐蚀生锈，聚苯乙烯破损，所以采用燕尾形折件，尺寸可根据板的厚度调整，75mm厚度的外墙节点做法如图4所示：

4.屋面与内墙、外墙节点 屋面与墙体之间应有可靠的连接，采用2mm厚的钢板扣槽用自攻螺钉打入墙体连接。檐口处应采用车间加工的彩板折件及760mm堵头板外包。自攻螺钉与屋面板连接应加止水帽。雨水方向处的檐口应增加泡沫堵头防止水侵蚀板内的聚苯乙烯。节点图如5所示：

结构节点 1.基础及柱基节点 基础为建筑物的根基，若基础不稳固，将危及整个建筑物的安全。彩板房根据设计年限确定基础。高考临时用房建在学校篮球场上，其地面为硬化地面，可将将地面作为基础，上部采用3mm厚的钢板扣槽用M12的膨胀螺栓打入硬化地面，墙面板与钢板扣槽采用自攻螺钉连接。此法做法简单且易施工。大开间轴线位置增加双扣槽柱，双扣槽对焊，焊缝长度为3mm，此焊缝可在车间焊接。双扣槽柱底部应安装在地基单扣槽内部，防止柱底部松动保持柱基稳固，柱与地基扣槽采用现场焊接，应保证焊接质量。中小学教室及居民安置房基础采用现浇钢筋混凝土地基梁结构。如图6所示:

    2.纵向方管连接节点 在墙板顶部挖去一部分加入U型槽作为纵向方管的支撑，下部加角钢作为支托，方管与U型槽用自攻螺钉与墙面板连接，U型槽的高度比方管高度要小一点，以免施工中方管与屋面板脱节，屋面板上的力传不到方管上去。山墙处的外彩板可不割开，但须将U型槽的两肢用自攻螺钉固定在单扣槽之上，有利于结构整体受力。方管与角钢之间的自攻螺钉不得穿透屋面，避免产生缝隙漏雨。如图7所示

柱顶节点 横向梁柱构成柱底铰接的钢架，柱顶需构造设置成刚接，才能成为稳定体系。因此柱顶需加节点板满足要求。柱、梁与支托角钢、纵向方管及梁与支托的节点连接均为现场焊接，焊缝厚度为3mm厚。如图8所示：

三角形屋架节点及檩条支撑节点 屋架与柱连接采用角钢支托，与连接板焊接的方式来支撑屋架。采用角钢支托为现场焊接提供支撑点，提高焊接精度，同时增加安全储备。檩条在屋架处用檩托固定，檩托可采用角钢，施工方便。如图9所示。檩条在墙支撑处，采用角钢作支托，连接方式同7所示。

  结语 在抗震中，彩板房发挥了不可小觑的作用，它解决了受灾群众的临时住宿及生活、学习问题。但彩板房设计的探索及实践经验还很欠缺，希望能在更长的实践经验的摸索中逐渐成熟起来。

参考文献 

1.北京市建设委员会 建设工程施工现场临建房屋技术规程（轻型钢结构部分）编号：DBJ01-98-2005      备案号：J10611-2005

2.中华人民共和国建设部 冷弯薄壁型钢结构技术规范                                                

GB50018-2002