实腹式檩条的设计

1、7.8 实腹式檩实腹式檩条的概设计条的概设计 屋盖结构中常采用檩条支承屋面、檩条本身又支承于屋盖结构中常采用檩条支承屋面、檩条本身又支承于屋架上，从而构成有檩屋盖体系屋架上，从而构成有檩屋盖体系 作用：传递屋面荷载到屋架，同时其中的部分檩条又可兼：传递屋面荷载到屋架，同时其中的部分檩条又可兼作屋架的侧向支点。作为前者时，檩条是一双向受弯构件作屋架的侧向支点。作为前者时，檩条是一双向受弯构件当为后者时，兼作支撑压杆，压弯构件。当为后者时，兼作支撑压杆，压弯构件。兼作屋架侧向支点的檩条实腹式檩条的截面形式热轧槽钢热轧槽钢最常用，适用于荷载最常用，适用于荷载和檩条跨度较大的屋和檩条跨度较大的屋面，可

2、用面，可用H形钢或工形钢或工字钢字钢热轧角钢热轧角钢适用于荷载和檩条跨适用于荷载和檩条跨度较小的屋面度较小的屋面 在轻型屋面系中，冷弯薄壁型钢中的带在轻型屋面系中，冷弯薄壁型钢中的带卷边卷边Z形钢形钢或带或带卷边卷边槽钢（或称槽钢（或称C型钢）型钢）檩条的间距檩条的间距主要取决于主要取决于屋面材料的性能和尺寸规则屋面材料的性能和尺寸规则:1、应充分利用屋面材料、应充分利用屋面材料可能提供可能提供的的最大跨度最大跨度以以加大加大檩条的间距檩条的间距2、考虑屋架的具体节点布置。如有可能，檩条宜置于屋架的节、考虑屋架的具体节点布置。如有可能，檩条宜置于屋架的节 点上，使屋架上弦杆轴心受力；如不可能完

3、全做到，则兼作点上，使屋架上弦杆轴心受力；如不可能完全做到，则兼作 屋架侧向支点的檩条必须置于屋架节点处，其他檩条可以放屋架侧向支点的檩条必须置于屋架节点处，其他檩条可以放 在屋架上弦杆的节间内，此时屋架上弦杆为压弯构件在屋架上弦杆的节间内，此时屋架上弦杆为压弯构件檩条檩条的荷载的荷载永久荷载永久荷载：屋面自重、檩条自重屋面自重、檩条自重可变荷载可变荷载：屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载、施工检修荷载。载、风荷载、施工检修荷载。屋面屋面竖向荷载竖向荷载q q在设计时应分解成与檩条截面在设计时应分解成与檩条截面两主轴两主轴方向方向相一致的分量相一致的分量qx

4、qx和和qyqy槽钢、槽钢、Z Z形钢等檩条截面在屋面坡向的形钢等檩条截面在屋面坡向的刚度较弱刚度较弱。为为了增加檩条在屋面坡向的抗弯强度和刚度了增加檩条在屋面坡向的抗弯强度和刚度，当檩条，当檩条跨度跨度L4mL4m时常需设置檩条的侧向支撑。当檩条跨度时常需设置檩条的侧向支撑。当檩条跨度L=6mL=6m时，应在檩条跨度中点设置一道坡向拉条。当时，应在檩条跨度中点设置一道坡向拉条。当檩条跨度檩条跨度L6mL6m时，应在檩条跨度三分点处各设置一时，应在檩条跨度三分点处各设置一道坡向拉条。道坡向拉条。拉条布置中，为了不使屋脊檩条受力过大，也可在拉条布置中，为了不使屋脊檩条受力过大，也可在靠近屋脊处的

5、檩距内设置两斜拉条把所有屋面坡向靠近屋脊处的檩距内设置两斜拉条把所有屋面坡向分力传给屋架的屋脊节点。分力传给屋架的屋脊节点。为保证屋脊檩条的侧向抗弯刚度，应把为保证屋脊檩条的侧向抗弯刚度，应把原来设置的中间拉条改为能原来设置的中间拉条改为能承受压力的承受压力的撑杆撑杆，图中用粗线表示，图中用粗线表示当采用薄壁当采用薄壁Z Z形钢作檩条时，形钢作檩条时，Z Z型钢型钢的截面主轴与型钢的腹板有一夹角的截面主轴与型钢的腹板有一夹角，屋面坡度较平，屋面坡度较平较小时有可能较小时有可能使（使（-）为）为负值负值。屋面坡向分力指向屋脊，拉条应把屋面坡向分力指向屋脊，拉条应把分力传给屋檐节点，因而斜拉条应分

6、力传给屋檐节点，因而斜拉条应该布置在檐口的檩距内，如上图该布置在檐口的檩距内，如上图拉条直径拉条直径d d根据其所受屋面坡向分力大小经设计计算确定，根据其所受屋面坡向分力大小经设计计算确定，所有檩距内拉条一般采用所有檩距内拉条一般采用统一直径。统一直径。设计习惯上为使拉条设计习惯上为使拉条具有一定刚性，具有一定刚性，常采用常采用d d不小于不小于16mm16mm，但主要由设计人员据，但主要由设计人员据经验取值。经验取值。 槽钢截面的剪切中心位于其腹板外侧一定距离的对称轴上，槽钢截面的剪切中心位于其腹板外侧一定距离的对称轴上，如图如图7.30（a）中的）中的S点所示，若横向荷载不通过剪切中心，点

7、所示，若横向荷载不通过剪切中心，檩条受荷后除发生弯曲变形外还将有檩条受荷后除发生弯曲变形外还将有扭转变形扭转变形。 为了简化计算和在檩条设计中不考虑扭转变形，就为了简化计算和在檩条设计中不考虑扭转变形，就应尽量应尽量使横向荷载接近剪切中心使横向荷载接近剪切中心，因而槽钢在屋架上的放置方向应，因而槽钢在屋架上的放置方向应使翼缘指向屋脊，如图使翼缘指向屋脊，如图7.30（a）所示）所示 此时槽钢顶面荷载的此时槽钢顶面荷载的两个分力两个分力qx和和qy对剪切中心对剪切中心S的扭矩的扭矩方向相反方向相反，可以抵消一部分。这样槽钢檩条在计算中就可以，可以抵消一部分。这样槽钢檩条在计算中就可以近似地只考虑

8、其近似地只考虑其双向弯曲双向弯曲。檩条通常要计算的三个内容檩条通常要计算的三个内容（1）抗弯刚度）抗弯刚度（2）整体稳定性）整体稳定性（3）挠度）挠度 在抗弯强度计算中，在抗弯强度计算中，MxMx为简支梁最大弯矩为简支梁最大弯矩，MyMy则视中间则视中间设一道或二道拉条按两跨或三跨连续梁计算，设一道或二道拉条按两跨或三跨连续梁计算，x x和和y y都指都指檩条截面的主轴。檩条截面的主轴。 当屋面材料与檩条有较好的连接和檩条中间按常规设置当屋面材料与檩条有较好的连接和檩条中间按常规设置拉条时，拉条时，设计时常认为檩条不致整体失稳而不再进行验算设计时常认为檩条不致整体失稳而不再进行验算。檩条檩条跨

9、度较大、拉条设置较稀跨度较大、拉条设置较稀时，一般仍应按时，一般仍应按双向受弯进双向受弯进行整体稳定性验算行整体稳定性验算（见前公式（见前公式（7.327.32）。）。 当檩条未设坡向拉条时，其挠度应分别根据荷载分量当檩条未设坡向拉条时，其挠度应分别根据荷载分量qx和和qy求出同一点的挠度分量求出同一点的挠度分量u和和v，并，并合成总挠度合成总挠度，使其小于规，使其小于规范规定的容许挠度值。当檩条设有坡向拉条时，就只需验算范规定的容许挠度值。当檩条设有坡向拉条时，就只需验算qy作用下的挠度作用下的挠度v，使其小于容许值。对兼作屋架上弦杆横向，使其小于容许值。对兼作屋架上弦杆横向支撑的檩条，还应

10、使其支撑的檩条，还应使其最大长细比最大长细比200。 对按施工及检修集中荷载进行验算时，根据荷载规范对按施工及检修集中荷载进行验算时，根据荷载规范GB500092001第第4.5.1条的规定：人和小工具的自重按集中条的规定：人和小工具的自重按集中荷载标准值为荷载标准值为1.0kN考虑，考虑，荷载作用于最不利截面处荷载作用于最不利截面处。验算时。验算时不同时考虑不同时考虑其他其他可变可变荷载。施工检修荷载为荷载。施工检修荷载为临时荷载临时荷载，其产生，其产生的的挠度可不必验算挠度可不必验算 例题例题 【例例题题7.6】 某普通钢屋架的热轧槽钢檩条，两端简支，某普通钢屋架的热轧槽钢檩条，两端简支，

11、跨度跨度l=6m，跨度中间设一道坡向拉条，如图，跨度中间设一道坡向拉条，如图7.31 (a)所示。所示。檩条水平间距檩条水平间距a=1.5m，钢屋架跨度，钢屋架跨度L=24m，屋面坡度，屋面坡度i=1/2.5。屋面材料为钢丝网水泥波形瓦，重量为。屋面材料为钢丝网水泥波形瓦，重量为0.6kN/m2，下铺木丝板保温层，重量为下铺木丝板保温层，重量为0.25 kNm2。水平投影面上的屋。水平投影面上的屋面均布可变荷载为面均布可变荷载为0.5kN/m2（此荷载不与雪荷载同时考虑，（此荷载不与雪荷载同时考虑，因房屋所在地的雪荷载为因房屋所在地的雪荷载为0.35 kN/m2，今取其较大值）。，今取其较大值）。檩条钢材为檩条钢材为Q235钢。试设计此