钢结构檩条设计

1、钢结构檩条设计 H 檩条的截面形式檩条的截面形式 H 檩条的荷载及荷载组合檩条的荷载及荷载组合 H 檩条的构造要求檩条的构造要求 H 檩条的内力计算檩条的内力计算 H 檩条的截面验算檩条的截面验算 1.5 1.5 檩条设计檩条设计 钢结构檩条设计 1.1.实腹式实腹式 热轧型钢热轧型钢焊接焊接H型钢型钢 冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢 适用于荷载较大的屋面适用于荷载较大的屋面适用于压型钢板的轻型屋面适用于压型钢板的轻型屋面 l檩条的截面形式檩条的截面形式 钢结构檩条设计 适用于屋面坡度较小适用于屋面坡度较小适用于屋面坡度较大适用于屋面坡度较大 C型钢型钢 Z型钢型钢 钢结构檩条设计 规格表示规格表示

2、 C hbct 钢结构檩条设计 规格表示规格表示 Z hbct 钢结构檩条设计 2.2.格构式格构式: :跨度跨度9m9m 平面桁架式、空间桁架式、下撑式平面桁架式、空间桁架式、下撑式 （1）檩条的选用檩条的选用 有较大的基本风压的地区，檩条计算此时常常由风吸力控有较大的基本风压的地区，檩条计算此时常常由风吸力控 制，也可选用制，也可选用Z型檩条。型檩条。 （2）檩条的计算檩条的计算 Z型钢檩条：连续梁型钢檩条：连续梁 一般屋面荷载较大考虑用一般屋面荷载较大考虑用Z型檩条型檩条 C型钢檩条：简支梁型钢檩条：简支梁 平面桁架式檩条平面桁架式檩条 空间桁架式檩条空间桁架式檩条 下撑式檩条下撑式檩条

3、 平面桁架平面桁架 钢结构檩条设计 Z Z型钢檩条堆放型钢檩条堆放 钢结构檩条设计 钢结构檩条设计 l檩条荷载及荷载组合檩条荷载及荷载组合 永久荷载永久荷载 屋面材料自重、支撑、檩条结构自重屋面材料自重、支撑、檩条结构自重 可变荷载可变荷载 屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载、施工检修集屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载、施工检修集 中荷载中荷载 l檩条构造要求檩条构造要求 檩檩 条条 撑杆撑杆 斜拉条斜拉条 拉条拉条 1.拉条设置拉条设置 布置：跨度大于布置：跨度大于4m，宜在檩条跨中位置设置拉条。跨度大，宜在檩条跨中位置设置拉条。跨度大 于于6m，在檩条跨度三分点处各设一道拉条

4、，在檩条跨度三分点处各设一道拉条 截面：截面：10mm、12mm圆钢圆钢 位置：圆钢拉条可设在距檩条上、下翼缘位置：圆钢拉条可设在距檩条上、下翼缘13腹板高度范围内。腹板高度范围内。 钢结构檩条设计 布置：配合斜拉条布置布置：配合斜拉条布置 檩条拉条连接檩条拉条连接 2.撑杆设置撑杆设置 位置：檐口、屋脊两侧位置：檐口、屋脊两侧 截面：钢管、方管、角钢截面：钢管、方管、角钢 计算：压杆计算，计算：压杆计算，? 200 钢结构檩条设计 3.檩条与刚架梁连接檩条与刚架梁连接 Z形钢形钢 钢结构檩条设计 C形钢形钢 钢结构檩条设计 C C型檩条计算简图型檩条计算简图 适用于屋面坡度适用于屋面坡度较较

5、 小的情况小的情况 cosqq y sinqq x q qy qx x x y y S l4.4.檩条内力计算檩条内力计算 钢结构檩条设计 Z Z型檩条计算简图：型檩条计算简图： cosqq y sinqqx 当当=时时 q = qy qx = 0 q qy qx 适用于屋面坡度适用于屋面坡度较较 小的情况小的情况 钢结构檩条设计 qy cos 8 1 8 1 22 max qllqM yx 当跨中设置一道拉条时檩条的计算简图及内力当跨中设置一道拉条时檩条的计算简图及内力 对对x轴简支梁的跨中弯矩轴简支梁的跨中弯矩: : C型钢型钢 Z型钢型钢 对对x轴按多跨连续梁计算轴按多跨连续梁计算: :

6、 跨中和支座弯矩可近似取跨中和支座弯矩可近似取 10 2 lP M y x y q 钢结构檩条设计 x q sin 3232 22 qllq M x y sin 6464 22 qllq M x y 对对y轴连续梁支座及跨间弯矩：轴连续梁支座及跨间弯矩： x q 钢结构檩条设计 檩条内力计算表檩条内力计算表 拉条设置拉条设置 情况情况 由由 产生的内力产生的内力由由 产生的内力产生的内力 无拉条无拉条 跨中有一道跨中有一道 拉条拉条 拉条处负弯矩拉条处负弯矩 拉条与支座间正弯矩拉条与支座间正弯矩 三分点处各有三分点处各有 一道拉条一道拉条 拉条处负弯矩拉条处负弯矩 拉条与支座间正弯矩拉条与支座

7、间正弯矩 maxy M maxx M maxy V maxx V x q y q 2 8 1 lqy 2 8 1 lq y 2 8 1 lqy 2 8 1 lqx 2 32 1 lqx 2 64 1 lqx 2 90 1 lqx 2 360 1 lqx lqx5 . 0 lqx625. 0 lqx367. 0 lqy5 . 0 lqy5 . 0 lqy5 . 0 yx MM 、 enyenx WW 、 l檩条的截面验算檩条的截面验算 1.截面选择截面选择 实腹式檩条截面高度为实腹式檩条截面高度为 ，由截面高度，由截面高度 确定型钢规格，进而确定截面宽度确定型钢规格，进而确定截面宽度 l ) 5

8、0 1 35 1 ( 对截面对截面x轴和轴和y轴的弯矩；轴的弯矩； 对两个形心主轴的有效净截面模量对两个形心主轴的有效净截面模量 2.截面验算截面验算 按按GB50018 2002计算计算 （1）强度验算）强度验算 钢结构檩条设计 冷弯薄壁型钢钢材强度设计值冷弯薄壁型钢钢材强度设计值 钢结构檩条设计 q qy qx x x y y + 1 2 4 S 檩条在最大弯矩檩条在最大弯矩 、 作用下引起截面作用下引起截面 正应力正应力 maxx M maxy M 1、4点为应力最大点点为应力最大点 3 + - - - + + - 注：跨中一道拉条注：跨中一道拉条 截面截面1 1、4 4点正应力计算公式

9、如下：点正应力计算公式如下： （最大压应力）（最大压应力） （最大拉应力）（最大拉应力） 注意：当设置有拉条时，檩条可作为连续梁来注意：当设置有拉条时，檩条可作为连续梁来 验算强度，但计算时不考虑隅撑作为支撑点验算强度，但计算时不考虑隅撑作为支撑点 弯曲剪应力和局部压应力可不验算弯曲剪应力和局部压应力可不验算 钢结构檩条设计 当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时( (如采用如采用扣扣 合式屋面板合式屋面板时时) )，应按稳定公式验算截面：，应按稳定公式验算截面： eyex WW 、 b 梁的整体稳定系数，按规范规定计算。梁的整体稳定系数，按规范规定计算。 G

10、B50017-2003或或 GB50018-2002 （2）整体稳定计算整体稳定计算 对两个形心主轴的有效截面模量；对两个形心主轴的有效截面模量； 钢结构檩条设计 4.61 y b y xy bb fh t W Ah235 4 . 4 1 4320 2 1 2 对比普通受弯构件对比普通受弯构件 ) 235 ()( 4320 2 1 2 yxy bx fW Ah hea/2 2 2 0 2 )( 165. 04 h l I I Ih I y t y 只有屋面板材与檩条有牢固的连接，即用自攻螺钉、只有屋面板材与檩条有牢固的连接，即用自攻螺钉、 螺栓、拉铆钉和射钉等与檩条牢固连接，且屋面板螺栓、拉铆

11、钉和射钉等与檩条牢固连接，且屋面板 材有足够的刚度（例如压型钢板），才可认为能阻材有足够的刚度（例如压型钢板），才可认为能阻 止檩条侧向失稳和扭转，可不验算其稳定性。止檩条侧向失稳和扭转，可不验算其稳定性。 详见详见CECS102 注：在风吸力作用下，当屋面能阻止上翼缘侧向注：在风吸力作用下，当屋面能阻止上翼缘侧向 位移和扭转时，位移和扭转时， 或设置拉杆、撑杆防止下翼缘或设置拉杆、撑杆防止下翼缘 扭转，扭转，或按或按CECS102:2002附录附录E的规定计算受的规定计算受 压下翼缘的稳定性。压下翼缘的稳定性。 不验算整体稳定的条件不验算整体稳定的条件 返返 回回 扣合式屋面板扣合式屋面板

12、（3）变形计算变形计算 实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。 两端简支檩条：两端简支檩条： 说明：构件的变形和各种稳定系数，按理也应分说明：构件的变形和各种稳定系数，按理也应分 别按净截面、有效截面或有效净截面计算，但计别按净截面、有效截面或有效净截面计算，但计 算比较繁琐，为了简化计算而作此规定，采用毛算比较繁琐，为了简化计算而作此规定，采用毛 截面计算其精度在允许范围内。截面计算其精度在允许范围内。 檩条的容许挠度限值檩条的容许挠度限值 仅支承压型钢板屋面仅支承压型钢板屋面 有吊顶有吊顶 有吊顶且抹灰有吊顶且抹灰 150 l 240 l 360 l

13、钢结构檩条设计 撑杆撑杆 斜拉条斜拉条 拉条拉条隅撑隅撑 屋面横向水平支撑屋面横向水平支撑 钢结构檩条设计 檩条设计实例檩条设计实例 例题：一轻型门式刚架结构屋面，檩条采用冷弯例题：一轻型门式刚架结构屋面，檩条采用冷弯 薄壁卷边槽钢，截面尺寸为薄壁卷边槽钢，截面尺寸为C16060202.0， 材料为材料为Q235。水平檩距。水平檩距1.2m，檩条跨度，檩条跨度6m，屋面，屋面 坡度坡度8（4.57），檩条跨中设置一道拉条，），檩条跨中设置一道拉条， 试验算该檩条的承载力和挠度是否满足要求。已试验算该檩条的承载力和挠度是否满足要求。已 知该檩条承受的荷载为：知该檩条承受的荷载为： 作业作业1.2 （1）1.2永久荷载永久荷载1.4屋面活荷载屋面活荷载 荷载标准值荷载标准值qk=0.995kN/m 荷载设计值荷载设计值q1=1.235kN/m （2）1.0永久荷载永久荷载1.4风吸力荷载风吸力荷载 荷载设计值荷载设计值 qx=0.02kN/m 荷载设计值荷载设计值 qy=0.891kN/m mkNqq mkNqq y x /231. 157. 4cos /098.