重钢建房檩条与钢梁怎么连

上个月的时候, 眉山的一户人家进入了主体结构施工的环节。在钢梁架设完成之后, 工人们紧接着就把檩条给安装好了。房主老杨在旁边驻足观看了很长的时间, 他发现那些工人并没有使用焊机来进行焊接作业, 而是拿起电钻, 把一颗颗螺钉直接钻进到了檩条以及钢梁翼缘板这两个部分的接合位置里面。

因此, 老杨的内心产生了极大的疑虑, 他没有底气和把握: 这样仅仅是依靠拧上去的方式, 到底牢不牢靠? 毕竟那檩条是属于整个屋面的一个主要承重构件, 它连接得好与不好。这一状况会直接关系到屋顶的稳定与否。他向现场的负责人问了一圈, 又给几位曾经做过重钢建房的老乡打了电话。

他发现大家说的都不一样, 有的人说必须进行满焊, 有的人说使用自攻螺钉就足够了, 还有的人指出只有抽芯铆钉才是正规的方案。到底哪种说法是对的, 在农村的自建房现场应该如何做出选择呢? 其实这几种说法背后都各有各的道理。

在重钢结构领域, 檩条和钢梁连接在一起的那个部分, 其实是被归类为次结构的连接部位, 它所承担的内力并不像梁柱节点那样巨大, 然而这样的节点数量特别庞大, 而且分布范围特别广泛, 整个屋面系统能够达到什么样的可靠性, 其实就是由这些看似不重要的连接点一个一个累积形成的, 至于重钢建房里面用到的檩条, 通常都是选用那种C型的冷弯薄壁型钢材, 其壁厚大多数情况之下都是在1.5毫米到2.5毫米这个区间里, 正是这一层的厚度, 使得它对于采用何种连接方式表现出了极高的敏感度, 如果在连接处理上出现了失误, 最轻的后果就是导致节点出现松动的现象, 而严重的后果则会引发屋面发生变形的结果。

在实际的工地现场, 人们通常能够看到三种不一样的连接手段, 这包括使用自攻螺钉、进行焊接作业以及运用抽芯铆钉来做连接工作, 而这三种办法各自都有着不同地方适合去用的场景。

我们先来看一下自攻螺钉这种工艺, 它在重钢建房现场的运用频率是最高的, 之所以被广泛采用, 是因为这种螺钉具备自我开孔和攻丝的功能, 这意味着施工过程当中完全无需预先进行打孔作业, 由此带来的直接效果是施工进度得以大幅加快, 同时对施工人员的技术水平所提出的要求也相对较低。

C型钢檩条和钢梁翼缘板叠合连接时, 是使用规格为十二或者十四的自攻螺钉来进行固定的, 标准间距一般应当控制在六百毫米以内, 抗拉拔力单个节点能够达到一点五千牛以上, 这一性能完全能够满足农村自建房屋面静荷载和一般风荷载的要求, 唯一需要特别注意的一点是螺钉必须垂直打进去, 如果打了歪斜的角度会导致有效厚度减少, 使得抗拔力大打折扣。

咱们再来说说焊接这件事。焊缝强度确实是很高, 在理论上它是最牢靠的连接方式。但是呢, 在农村自建房这个场景里, C型薄壁钢檩条的壁厚往往只有1.8毫米到2毫米这么薄。如果你焊接时热输入稍微大一点, 就很容易把翼缘板给烧穿。

这样一来, 就会产生咬边这种缺陷。根据实际观察, 返修率是不低的。再加上现场施工条件有限制, 焊缝质量参差不齐,没法保证每个焊点都合格。所以有经验的施工队一般只在梁柱主节点这样受力很大的部位采用焊接工艺。

而对于檩条这个层级, 他们优先选择的还是自攻螺钉。这里有一个细节, 很多人其实是不清楚的。即使你选择使用焊接的方式, 我们也建议去采用二氧化碳保护焊的细丝工艺。这种工艺的热影响区, 会比普通的焊条小上一半。所以它对薄壁型钢来说, 是更加友好的。

最后呢我们来谈一下抽芯铆钉。这种方式在工业厂房领域里使用得非常普遍, 但在农村自家建房的情况里头, 却是相对比较少见的。

安装这类铆钉是需要用到专用的拉铆枪的, 在完成拉铆动作之后它会形成镦头, 锁紧力是很稳定的, 绝对不会出现松退这种现象存在, 但是它一旦被装好了就没法再拆卸下来了, 再说了它的施工速度比起自攻螺钉来是要慢一些的。

对于那些对于受力要求比较高的部位——比如说抗风夹板和主檩条进行连接的区域——如果使用抽芯铆钉的话, 相比于普通螺钉反而会更加稳妥一些。

选哪一种方案, 核心是要考量三个要素。头一个要素是板材的厚度, 对于那些壁厚不小于二的毫米C型钢而言, 因为自攻螺钉能够平稳送入, 所以它们成为了第一选择；反之, 若是壁厚不到了一点八毫米的情况, 则最好先将抽芯铆钉列为优先考虑项, 或者采用额外增设连接版来进行过渡处理。

那些拥有丰富实战经验的施工团队, 总是会根据工地现场的实测板材厚度, 来推荐一个具体的执行方案。拿四川宇墨这家公司举例, 他们在四川省内的多个工地项目上, 都是先进场之后, 先对檩条的壁厚进行一次实测, 然后再去确定最终采用的连接工艺。

这么做是为了彻底避免仅仅凭借过往的个人经验去估算数值, 从而造成太大的偏差。第二个方面涉及到受力的大小。因为屋面可能存在比较大的悬挂荷载, 又或者该位置处于像川东、川南这类风压较高的区域。所以连接点需要适当加密。也可以考虑将普通的自攻螺钉升级为抗风专用自攻螺钉。

那种螺杆上带有特殊齿纹, 其抗拉拔能力会比普通螺钉高出大概百分之四十左右。

第三个因素是要不要选择可拆卸的类型, 在农村盖自建房的时候, 通常是不打算拆卸翻修的, 可是如果房子建好了以后, 想要把光伏支架装到屋顶上去挂一些设备的话, 那么就需要提前把连接点的位置选好在合适地方, 用抽芯铆钉来固定连接板要比后来再去打孔安全得多。

光把连接节点选对了其实还不够, 在安装过程的本身里头有几个细节必须紧紧盯着。第一点说的是螺钉间距, 相关的规范要求C型檩条与钢梁连接的单颗自攻螺钉间距不能大于600毫米, 在那些受力集中的区域, 比如檐口、转角和屋脊这些地方需要把距离加密一下, 也就是要减小到300毫米到400毫米的范围。

在实际的施工场地里, 最容易引发隐患的情况是檐口位置的第一颗螺钉间距超出了规定标准。具体表现为, 作业人员出于简化操作流程的目的, 将该间距盲目放宽至七厘米到八十厘米的范围。

需要指出的是, 在台风季节这一特定气象条件下, 该关键部位恰好会承受极端强烈的空气向上抽吸力。基于上述受力分析, 这一连接节点处成为整个结构中最为脆弱且最容易出现结构失效的位置。

关于第二个内容, 它涉及到初拧和终拧这两步走的一个策略。

在这个流程里, 螺钉紧固的操作必须被分成两个阶段来执行: 第一阶段是先把螺钉打入到预定位置, 从而实现初步的夹紧效果；第二阶段则是需要使用扭力扳手来进行最终的拧紧作业, 确保其达到规定的精度要求, 这里提到的扭力数值应当是根据具体的螺钉规格来最终确定的情况, 特别是像12号规格的这种螺钉, 它在进行终拧的时候, 其所需要用到的扭力大小通常是在8牛米以及12牛米之间的一个范围。

很多工人习惯于, 把螺钉一直打到, 自己感觉拧不动为止, 这其实是不对的, 第一次如果拧得过紧, 螺钉还没有完全, 进入到配合状态的时候, 就已经被锁死了, 这样的话, 有效夹紧力反而会变得不足, 虽然肉眼看去, 没有什么明显的区别, 但是几年以后节点出现松动的问题, 隐患就是从这个地方埋下的。

第三个问题是, 抗风连接这件事必须当作专门的事情来认真对待。

在成都盆地边缘所在的广元、达州这些地方, 基本上的风压大小能够达到0.4千帕或者是比0.4千帕更大的数值, 像那种用重型钢材建成的房屋, 它们的屋顶所面对风的面积都比较大, 所以风产生的往上吸拉的力, 对檩条造成的向上拔出的那种效果, 在城市里的建筑当中表现得没有这么明显, 在这里的表现则更为突出一点。

在抗风连接部位, 必须采用配备了密封垫圈的抗风螺钉。对于螺钉的间距, 需要将其加密至普通施工部位的50%。安装顺序应当遵从从檐口向屋脊双向对称推进的原则。绝对不可以单侧全部安装完毕之后再处理另一侧, 因为这样的做法会在局部区域产生累积误差, 从而对屋面的整体平整度造成影响。

整体效果其实是由节点来决定的, 次结构连接虽然看起来只是小事, 但只有把这些连接都做扎实了, 整个屋面系统才能稳当。在选择连接方式的时候, 要依据钢材的厚度以及受力大小来决定。

在施工过程中, 必须重点监控三个细节, 一个是间距的设置, 一个是初拧和终拧这两步操作, 还有抗风节点的处理, 只有做到这些, 重钢结构所具备的优势才能真正发挥出来。在农村自己盖房子, 这事情跟买楼房的现成商品可完全不一样。里面的每一步操作, 都是直接攥着一家老小住进去以后几十年的安全问题。

所以多做点比较、多去琢磨几个为什么, 这肯定是没有半点坏处的事。要是心里头还有哪里没谱、拿不准主意的时候呢, 那就去找像四川宇墨这么个团队聊聊看。他们家在农村的重钢结构建房上头很专注, 手底下的实地案例也多得是。一般这种有经验的老师傅, 通常都能给出那种挺实在的参考意见。