低层冷弯薄壁型轻钢房屋龙骨设计和安装技术

谷佳冰

（中国水利水电第十四工程局有限公司机电安装事业部，云南 昆明650032）

1 前言

冷弯薄壁型轻钢结构房屋适用于1～3层（不含地下室、檐口高度应不大于12 m）的新建、改建、扩建建筑。是以冷弯薄壁型钢构件为基本结构骨架，以新型结构板材为结构体系，配以其他保温、装饰材料，经工厂集成生产和现场装配而成的房屋建筑体系。具有良好的抗震、防火、防水、隔音、保温、隔热等性能，是一种高效节能型的绿色建筑体系。

本文主要介绍的是89型轻钢结构骨架的形成过程，轻钢龙骨主要适用于建造中小型私人别墅、旅游民宿、安居工程以及临建房屋等，尤其是对于临建房屋，钢材的回收率可以达到90%，完全符合绿色、环保建筑需求。

2 龙骨原材

为达到更好的防腐蚀和强度高的效果，冷弯薄壁型轻钢房屋的龙骨材料目前普遍采用镀铝锌钢带，材质为 S550GD+AZ150，厚度 0.75～1.2 mm，此材料抗拉强度达到560 MPa。

钢带经过专用设备成型、冲孔切槽、喷墨打印等流程，生成规格为89×41×10的“C”型龙骨，并且每一根龙骨都有其相应构件的编号，给龙骨的组装带来了极大的便利。

3 龙骨的生产流程

轻钢结构房屋龙骨的生产流程：用CAD软件进行布局图规划设计→用Vertex BD软件进行参数设置和设计建模→进行轻钢龙骨设计→手动调整，更新图纸→图纸审核、修改→导出专用NC文件→拷贝NC文件→NC文件传输到生产设备→龙骨生产→打包、出厂。

（1）CAD布局图规划设计

依照业主要求进行建筑设计，满足业主对建筑功能需求，或者根据业主提供的建筑平面图，为业主做好参谋，提供合理化建议并完成建筑平面和立面设计。

（2）软件设计建模

建模的顺序按照由下而上进行，从1层到2（3）层，从墙体到屋顶（图 1、2）。

图1 建模平面图（2D）

CAD平面图作为参考图纸导入到Vertex BD专业软件中，进行系统设置，墙体的绘制，门窗的参数设置及放置，即完成了墙体的建模；对于2层及以上建筑，楼板的建模在楼板层插入楼板模块，设置高度即可；屋顶的建模先设置屋檐线，再根据屋面形状设置参数，形成面板。

对于梁、柱子等的建模，可参考墙体、地板等的建模。

图2 建模立体图（3 D）

（3）龙骨设计及调整

生成龙骨的顺序按照由上而下进行，从2（3）层到1层，从屋顶到墙体。

屋面系统的桁架以及地板桁架模型可在设置好参数后直接生成龙骨部件，屋面坡面以及墙体的模型需要生成面板后再生成龙骨部件，龙骨的间距按照规范的要求设置，并且预留好插座、开关灯具、水管的孔位，对于矩形的龙骨框架，必要时添加K撑，以便安装时保证每一块的垂直度，然后在3 D龙骨中检查房屋整体的受力情况，也可以根据需要在受力分析软件中进行受力分析计算、形成计算书；对于存在问题的部位进行手动调整，满足受力要求（图3）。

图3 生成龙骨立面图（3 D）

（4）生产龙骨

将检查无误的龙骨数据导出，将导出的NC数据文件传输到配套的龙骨生产线设备中，钢带经过生产设备在冷状态下打孔、剪孔、弯曲、折边等工序后形成C型钢，每根C型钢都有唯一的一个编号，方便打包和组装。

4 现场安装

4.1 基础施工

在龙骨运输到现场以前，需要对场地进行平整，地基一般采用混凝土圈梁基础，采用化学锚栓作为地脚螺栓，基础施工时要进行找平和定出龙骨安装中心线。

4.2 现场组装

将打包好的龙骨运输到施工现场后，即可进行单榀骨架组装，通常单榀骨架打包为一捆，根据对应骨架的组装图，在平整的地面上摆放，方向和位置严格按照图纸摆放，角度要垂直，然后用专用自攻螺丝进行固定，完成组装（图4）。

图4 现场组装图

4.3 安装固定

墙体、楼板、屋面、天花各结构根据图纸上对应编号的位置进行安装，方向也要与图纸中的一致。

4.3.1 墙体的固定

将拼装好的单榀骨架进行竖立、安装，在混凝土基础与墙体之间铺设防潮垫并找平。

（1）墙体与基础的连接

墙体与基础的连接要用抗拔连接件和化学锚栓进行固定：抗拔连接件在每面墙体的拐角处安装，安装详图见图5，化学锚栓每隔1 000 mm安装一颗，安装详图见图6。

图5 抗拔连接件安装示意图

（2）同层的墙体与墙体连接

T形墙与L型墙的连接采用M4.8×16的扁头钻尾螺丝和直角连接件配合固定，连接处至少有3个连接件进行固定；在同一平面内的墙体连接采用M4.8×16的扁头钻尾螺丝“S”形连接，打钉间距150 mm（图 7、8）。

图6 化学锚栓安装示意图

图7 直角连接件安装图

图8 墙体与墙体连接示意图

（3）上下层墙体连接

对于2层及以上的建筑，上层墙体与下层墙体之间需要进行加固，剪力墙外部采用厚度不小于1.2 mm、规格为80×1 000 mm的条形钢带，用M4.8×16的扁头钻尾螺丝打钉，将上层墙体、楼板及下层墙体连接起来，条形连接件在端部、墙体拼接处和每隔2 m处设置。剪力墙内部采用抗拔连接件、化学锚栓，用螺母进行上下固定。连接示意图见图9、图 10。

（4）墙体龙骨加固

有孔洞的门窗上方过梁处，两面均用173×0.75 mm的钢板固定加强；无孔洞的墙体两面均要用50×0.75 mm的斜拉钢带进行交叉支撑，钢带长度宜为3～5 m，固定斜拉钢带时，先将两端用螺丝固定牢固后，用紧固件向墙体框架内拉紧钢带，最后再其余地方打钉固定（图11、12）。

图9 上下层墙体加固详图一

图10 上下层墙体加固详图二

图11 加强板安装示意图

图12 斜拉带紧固件安装图

4.3.2 楼板的固定

对于2层以上的建筑，楼板的固定采用自攻螺丝和连接件配合固定，在每端楼板与墙体的连接处用两颗外六角自攻钉固定，在内侧用直角连接件进行加固，并可用交叉钢带进行加强处理（图13）。

图13 楼板连接示意图

4.3.3 屋面的固定

屋顶桁架与墙体或者天花的连接要用连接件固定加强，在每个桁架与墙体上导梁连接处用三向连接件固定；屋面龙骨与桁架的连接采用M4.8×16的扁头钻尾螺丝“S”形连接，打钉间距150 mm，必要部位采用抗风连接件加强（图14）。

5 施工验收

主体龙骨钢结构安装完成后，需要对各部位及整体的垂直度、平面弯曲度进行检测，允许公差满足规范要求，形成验收记录表。

图14 现场安装施工图

6 总结

本文对低层冷弯薄壁轻钢房屋的龙骨框架的安装从设计、制作、组装、安装施工、验收各个步骤进行详细介绍，我们可以看出与传统的混凝土建筑有本质上的区别：龙骨的设计及调整用软件来完成，可以在检查过程中发现错误和不足，在设计时对龙骨进行优化，保证现场施工过程中不返工、不误工；轻钢房屋的固定主要采用化学锚栓、自攻螺栓和专用连接件进行固定，保证整个建筑的稳定性、安全性，因此连接件和固定件的安装工艺显得尤为重要；轻钢房屋龙骨可以实现工厂化预制和现场装配化施工，因此可以大大缩短施工工期，并且有着绿色、环保、抗震等优异性能。