建筑鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)系統(tǒng)目前大量采用彩色壓型鋼板。壓型鋼板是采用0.4~2.0mm厚彩色涂層鋼板( Pretainted steel sheet)(以下簡(jiǎn)稱彩涂板)經(jīng)成型機(jī)輥軋冷彎成波型、V型、U型等形狀的板材,彩涂板一般以熱鍍基板及電鍍基板為原料,在連續(xù)機(jī)組上用輥涂或覆膜等方法涂覆一層或多層有機(jī)涂層,經(jīng)過烘烤和冷卻而形成的,故有時(shí)也稱為烤漆板。涂層以有不同顏色,因之又稱為彩色涂層鋼板。
設(shè)計(jì)選擇彩色壓型鋼板應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境的腐蝕性、設(shè)計(jì)使用年限、美觀壽命、耐久性、加工方式和變形程度等要求,對(duì)彩涂板的牌號(hào)、基板力學(xué)性能、基板類型及鍍層重量、涂層類別及厚度,板厚、顏色以及壓型板板型和連接形式做出明確規(guī)定。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)充分了解彩涂板的基本物理結(jié)構(gòu)以及各物理結(jié)構(gòu)層的基本性能和作用,方可做出恰如其分的選擇。
[1/2]彩鋼板的基本知識(shí)
4、涂層鋼板
(1)彩鋼板涂層
根據(jù)建筑物周圍環(huán)境不同可選用不同的涂層類型。主要分為四種類型:聚酯(PE)
硅改性聚指(SMAP)、高耐候聚(HDP)、聚偏氟乙稀(PDF)
聚酯:也就是我們通常講的PE(普通)涂層。主要特點(diǎn)是附著力良好、顏色豐富、在
成型性和室外耐久性方面范圍較寬、耐化學(xué)藥品性中等、成本低。(涂層使用壽命5-7)
硅改性聚酯:也叫SMP涂層,主要的特點(diǎn)是涂膜的硬度、耐磨性和耐熱性良好,以及良
好的外部耐久性和抗粉化性、光澤保持性、柔初性一般、成本中等。(涂層使用壽命10-
高耐候聚酯:也叫HDP涂層,主要的特點(diǎn)是顏色的保持性和抗紫外線性能優(yōu)良、室外耐
久性和抗粉化性優(yōu)良、漆膜附著力好、顏色豐富、優(yōu)異的性價(jià)比。(涂層使用壽命15年)
聚偏乙烯:也叫PVDF涂層,主要的特點(diǎn)是顏色的保持性和抗紫外線性能優(yōu)異,室外
耐久性和抗粉化性優(yōu)異、良好的成型性、抗脹性、但顏色有限、成本高。(涂層使用壽命
搭接式連接即用自攻螺釘直接將壓型板固定在檁條上。咬合式及扣合式連接通過支架連接壓型板,支架由自攻螺釘固定在檁條上。圖4分別為上述三種連接構(gòu)造。緊固件隱藏式連接具有較好的防水及防腐蝕性能,但與搭接式連接相比,壓型鋼板與檁條的連接較為薄弱,對(duì)檁條的約束作用及蒙皮效應(yīng)有所削弱。一般屋面板采用扣合及咬合式連接,墻面板采用搭接連接。搭接型連接壓型鋼板的連接件抗風(fēng)承載力驗(yàn)算按GB50018—20023第6.1.7條進(jìn)行,咬合式及扣合式連接目前無相關(guān)規(guī)范公式計(jì)算,應(yīng)針對(duì)不同的基板強(qiáng)度、板型、板厚以及支架類型和風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值做風(fēng)洞試驗(yàn)確定其抗風(fēng)承載能力。在沿海臺(tái)風(fēng)地區(qū),應(yīng)注意選擇恰當(dāng)?shù)陌宀摹搴瘛逍?避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。
6壓型彩涂鋼板選用實(shí)例
某輕鋼廠房位于霞浦地區(qū),主體鋼構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限50年,圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限20年,風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值0.8MPa
屋面板選用TS280GD+AZ,鍍鋁鋅彩板,板厚0.53mm(含鍍層),鍍鋁鋅重量150g/m,正面面漆PE,板型為YX-51
760(隱藏式),顏色為白色。墻面板選用TS280GD+AZ鍍
由圖1可知,彩涂板大致可分為鋼基材、鍍層、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜和有機(jī)涂層四部分。鋼基材和鍍層也合稱為基板。有機(jī)涂層則包括了正面面漆、底漆和背面漆。
2.1鋼基材
鋼基材有熱軋板及冷軋板兩種。熱軋板的牌號(hào)與性質(zhì)與普通結(jié)構(gòu)鋼相同,通常采用碳素結(jié)構(gòu)鋼的Q235牌號(hào)及低合金結(jié)構(gòu)鋼的Q345牌號(hào),主要用于檁條等冷彎薄壁型鋼構(gòu)件,基材厚1.5mm~3.0mm左右。
彩涂板基板一般為冷軋板(板厚≤3mm)(當(dāng)板厚3mm,按熱軋板供貨)。表1可知,熱軋板經(jīng)冷軋成為冷軋硬
板,硬板經(jīng)連續(xù)退火軟化后作為熱鍍使用的基材。熱軋鋼卷一般為低碳鋼,但硫、磷含量較普通碳素結(jié)構(gòu)鋼低。熱軋卷的力學(xué)性能由鋼的化學(xué)成分及溫度變形歷史確定。冷軋板的力學(xué)性能同時(shí)還與板的壓下率及連續(xù)退火制度也有關(guān)。一般冷軋板壓下率在70~80%左右。退火目的是使得冷軋壓扁、破碎的晶粒通過重新生核、長(zhǎng)大再結(jié)晶為新的均勻細(xì)小的晶體,消除冷加工硬化,恢復(fù)塑性變形能力。連續(xù)退火的加熱溫度、緩冷溫度及快冷溫度影響冷軋板的屈服強(qiáng)度13。冷軋基板與普通結(jié)構(gòu)用鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能不同,冷軋板屈服強(qiáng)度隨碳含量增加而增長(zhǎng),服強(qiáng)度越高,板的延伸率越低,冷彎加工性能越差。冷軋板的伸長(zhǎng)率較普通結(jié)構(gòu)用鋼小。基板的力學(xué)性能包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率及冷彎性能等;級(jí)別有250,350,550等,表示較小屈服強(qiáng)度為250MPa,350 MPa, 550MPa.彩涂板的力學(xué)性能一按基板力學(xué)性能確定。
壓型鋼板的承載力驗(yàn)算按GB50018-20023規(guī)定的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法與公式以及構(gòu)造要求進(jìn)行設(shè)計(jì),其中250及350級(jí)別板強(qiáng)度等設(shè)計(jì)指標(biāo)分別按GB5008-2002規(guī)定的Q235及Q345鋼選用。其它強(qiáng)度級(jí)別板的設(shè)計(jì)指標(biāo)目前規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)尚無明確規(guī)定,值得進(jìn)一步的探討,不能簡(jiǎn)單套用規(guī)范公式。因?yàn)橥瑯影逍汀⑾嗤穸鹊煌瑥?qiáng)度等級(jí)板的材料抗力分項(xiàng)系數(shù)YR及板件的有效截面模量、有效截面慣性矩等截面特性是不同的。
2.2鍍層
彩涂板的鍍層按制造方法分為熱鍍法與電鍍法,熱鍍法即將鋼卷連續(xù)浸漬在融熔鍍液中進(jìn)行鍍層,(鋅)熔液溫度430~460℃,所以稱為熱浸鍍(鋅)(Hot-Dip Galvanized)。電鍍法為將鋼卷連續(xù)送入鍍槽中,以鋼板為陰極,鋅板為陽(yáng)極,以硫酸鋅為溶液,通電鍍鋅,也稱為冷鍍。
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