彩色压型钢板的初步认识

不知道现在还有没有人对彩色压型钢板的围护设计原理感兴趣，在很多时候看到别人的施工图上只是选用标准图，对这种结构形式的基本原理明显了解不足，就很想把自己对于这种钢板构造的初级原理与大家探讨，感兴趣的最好能指正．

彩色压型钢板作为建筑的围护结构材料，在世界发达国家中早已被广泛应用，在我国虽然尚未普遍采用，但观其发展趋势，也将会越来越广泛的应用，因此作为建筑设计者应当了解并掌握这种先进建筑材料技术，以便作好彩色压型钢板围护结构设计。
所谓彩色压型钢板（简称“彩型板”）围护结构，就是指建筑物屋顶和外墙的外表面（即屋面和外墙面）是用彩型板做成的。其屋顶和外墙，大体上均可分为两部分：承重部分和围护部分。拿屋顶来说，其承重部分有屋架和檩条，外面覆盖的围护部分就是彩型板，这两部分的构件加上配套的各种物件，通过一定的安装手段便可构成一个屋顶的整体（图1）。就外墙而言，其承重部分是墙柱和墙梁，围护部分即是彩型板，这两部分的构件加上配套的各种物件，通过一定的安装手段就构成了外墙的整体（图2）。以下的内容就是着重研究屋顶和外墙的外表面（围护部分）——彩型板的屋面和外墙面的构造设计。

一、彩色压型钢板围护结构的优越性
彩色压型钢板是用表面经化学处理且双面设彩色涂层的薄钢板经辊压冷弯成型的板材，是性能良好的轻质、高强、美观的现代建筑材料。彩型板所用彩色钢板的特性是：（一）涂膜有高强的粘着性；（二）涂膜有优越的不受损的可加工性；（三）不变色不龟裂的良好的耐候性；（四）很强的耐腐蚀性；（五）难燃性；（六）色彩丰富美丽不褪；（七）涂层表面易洗涤。这些特性就给彩型板带来了许多优良特性。
厂房用彩型板作围护结构与我国常用的其他材料的围护结构相比有以下优越性：（一）平面布置灵活，可完全根据工艺需要确定跨度、柱距，不像钢筋混凝土预制构件那样受模数限制；（二）剖面设计有更多的选择，屋面的长度和坡度局限性很小，可设多样的天窗，选取多种采光方式；（三）立面丰富多彩，色泽宜人，彩型板直挺凹凸的槽楞有着独特的质感，使建筑物精致美观大方；（四）工厂化生产，高效率；（五）自重轻，施工安装简便，改变拖泥带水为干净利索的施工状况，施工速度快；（六）便于维修更换，便于厂房改扩建。
彩型板也可用于民用建筑上，用彩型板围护结构的民用建筑是别具一格的，特别是用于大空间的体育馆、展览馆等公共建筑上，它更具优越性。

二、彩色压型钢板的材质、板型、檩距和墙梁间距
作为建筑围护结构构件的彩型板，一般是采用彩色钢板的卷板轧制，其基板（原板）厚度一般为0.4～1.2mm，最常用的是0.5～0.8mm。彩型板的材质和板型的种类相当多。
材质是指基板为何种钢号，经过何种处理（镀锌或镀铝锌或镀其他），表面是何种涂层。作彩型板围护结构设计时，应当根据工艺要求和大气环境情况来考虑彩型板的材质。在我们以往的设计中，众多设计者中很少有人注意材质问题，根本不提材质要求，这是不应该的。事实上，宝钢工程一开始就考虑了此问题，其一期工程围护结构的彩型板从材质方面讲约有三种：一是用于一般环境的一般厂房的C·G·S·S钢板；二是用于产生大量水蒸汽和粉尘较多且需要清扫的高炉出铁场和炼钢的转炉渣处理厂房的强化C·G·S·S钢板；三是用于环境较差、容易集灰的原料场内建筑物、初轧厂主电室和电子计算机室的C·A·A·S·S钢板。此外，在《上海宝山钢铁总厂三期工程工厂设计统一技术规定》中规定：彩型板的基板必须采用耐腐蚀性能好的热镀锌钢板。屋面彩型板的板面涂料根据厂区空气介质腐蚀情况按《厂房屋面涂料种类统一规定表》选用，表中规定，原料、烧结、焦化、炼铁区域适用的涂料种类为氟树酯；炼钢、热轧、冷轧及独立厂房等区域适用的涂料种类为聚酯树酯。墙面彩型板的板面涂料根据厂区空气介质腐蚀情况，总厂整个厂区内的厂房墙面均可选用聚酯树酯的。这就是说，对材质的考虑，除了基板本身之外，尚须考虑基板表面的涂层为何种涂料。
设计时必须注意到不同大气环境下应采用不同材质的彩型板；特别要注意，高盐份的海岸地带、有严重工业污染或其他极具腐蚀性的环境下的材质选择。若不管大气环境随意采用材质不合适的彩型板，将会加快其腐蚀速度，或者不管任何环境一味追求高标准材质，必将增加投资，也不恰当。所以说，考虑材质就是考虑彩型板使用的耐久性和经济性。
板型是指彩色钢板轧制成型后的横截面形状，它是多种多样的。从有关资料看，不同国家的彩型板各不相同，板的宽度与波形及其尺寸等均有差异，真可谓五花八门种类繁多。尽管波型板的截面形状有波浪曲线形、多变折线形、曲线加折线形和梯形波等波形，但最多见的是梯形波。在我国也是如此。就梯形波而言，同属梯形波的板形，也有不同的宽度，不同大小的波和不尽相同的波形。
先从先进的宝钢所用彩型板的板型谈起。宝钢一、二期工程使用的板形主要有两种：W－550型（即YX130－275－550型，见60页）和－115N型（YX35－115－677，见70页），前者用于厂房屋面，后者主要用于厂房墙面和厂房内小建筑的围护结构。宝钢三期工程的厂房屋面要求隐藏式连接，所用板型主要有角驰Ⅲ型（见71页）和海扬HL－300型（见72页）；墙面用的板型主要有海扬HP－300型（见73页）和－115N型。近年来我院所作其他工程尚采用了一些其他板型，使用较多的有W－600型（YX130－300－600型，见59页）和－125型（YX35－125－750型，见65页），前者用于屋面，后者主要用于墙面。后二者分别与前述W－550和－115N相对应，它们相对应的截面形状相似而尺寸有所不同，出现此现象的原因是由于我国生产的彩色钢板宽度（1000mm）与宝钢引进 彩色钢板宽度（914mm）不同所致。
目前国内出现的板型已有几十种，其中大部分已被国家认定，它们的型号、截面形状及其尺寸、技术条件等详见附录一：《建筑用压型钢板》（GB/T 12755－91）。但是，国内尚有许多厂家生产的压型钢板的型号说法等不符合这份国标，我们在设计中应当尽量按照这份国标实施。
选择板型是作彩型板围护结构设计的前提之一，这要看货源、施工条件和排雨水需要等来选型。确定了板型（定波高、基板厚度）才能确定承受彩型板的檩条和墙梁的间距，然后才能进一步作构造设计。
关于檩条和墙梁的间距，应该经过结构计算确定。可以说，彩型板的板型不同，其檩距和墙梁间距也不同；即使是同一板型，由于条件不同其檩距和墙梁间距也不相同。檩距和墙梁间距一般是根据所定板型的彩型板的基板厚度、支承条件及所承受的荷载等来确定，见附录二。