钢结构檩条计算演示

钢结构檩条计算演示第1页，共32页，2023年，2月20日，星期四

截面形式实腹式格构式热轧型钢H型钢冷弯薄壁型钢下撑式平面桁架式空腹式1.5.1檁条的截面形式第2页，共32页，2023年，2月20日，星期四

实腹式檁条的截面形式热轧型钢H型钢

冷弯薄壁型钢

这两种檁条适用于荷载较大的屋面。适用于压型钢板的轻型屋面第3页，共32页，2023年，2月20日，星期四实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。其中，卷边槽钢(亦称C形钢)檩条适用于屋面坡度i≤1／3的情况。直边和斜卷边z形檩条适用于屋面坡度i>1／3的情况。斜卷边Z形钢存放时可叠层堆放，占地少。做成连续梁檩条时，构造上也很简单。第4页，共32页，2023年，2月20日，星期四适用于屋面坡度≤1/3适用于屋面坡度>1/3第5页，共32页，2023年，2月20日，星期四用于屋面的C型檁条第6页，共32页，2023年，2月20日，星期四

1．2×永久荷载+1．4×max{屋面均布活荷载，雪荷载}；

1.2×永久荷载+1．4×施工检修集中荷载换算值。当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响时，还应进行下式的荷载组合：1.0×永久荷载+1．4×风吸力荷载。1.5.2檩条的荷载和荷载组合第7页，共32页，2023年，2月20日，星期四

设置在刚架斜梁上的檩条在垂直于地面的均布荷载作用下，沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作用，属于双向受弯构件（与一般受弯构件不同）。在进行内力分析时，首先要把均布荷载分解为沿截面形心主轴方向的荷载分量qx、qy。

1.5.3檩条的内力分析第8页，共32页，2023年，2月20日，星期四

C型檩条在荷载作用下计算简图如下：

q表示垂直向下重力荷载；α为屋面坡度当屋面坡度i≤1/3时，qx值较小，檁条近似为单向受弯构件。qqyqxXXYYα第9页，共32页，2023年，2月20日，星期四qqyqxYYXX当α=θ时

q=qyqx=0当屋面坡度：

i>1/3

α≈θ檁条近似为沿x主轴方向单向受弯。αY1θαθY1X1X1Z型檩条在荷载作用下计算简图如下：

θ为Z型檁条两个主轴的夹角；α为屋面坡度。第10页，共32页，2023年，2月20日，星期四当跨中设置一道拉条时檁条的计算简图及内力简支梁的跨中弯矩对X轴:连续梁的支座及跨间弯矩对Y轴：第11页，共32页，2023年，2月20日，星期四

檩条的内力计算表1-4

拉条设置情况由产生的内力由产生的内力

无拉条

跨中有一道拉条拉条处负弯矩拉条与支座间正弯矩

三分点处各有一道拉条拉条处负弯矩拉条与支座间正弯矩

第12页，共32页，2023年，2月20日，星期四强度计算

—按双向受弯构件计算当屋面能阻止檩条的失稳和扭转时，可按下列强度公式验算截面：

、——对截面x轴和y轴的弯距；、——对两个形心主轴的有效净截面模量

1.5.4檩条的截面验算

—强度、整体稳定、变形第13页，共32页，2023年，2月20日，星期四檩条在最大弯矩、作用下引起截面正应力符号如下图所示（正号表示拉应力，负号表示压应力）。第14页，共32页，2023年，2月20日，星期四截面1.2.3.4点正应力计算公式如下：（最大压应力）（最大拉应力）第15页，共32页，2023年，2月20日，星期四整体稳定计算

当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时(如采用扣合式屋面板时)，应按稳定公式验算截面：

、—对两个形心主轴的有效截面模量；

—梁的整体稳定系数，按规范规定计算。第16页，共32页，2023年，2月20日，星期四变形计算实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。对卷边槽形截面的两端简支檩条：对Z形截面的两端简支檩条：第17页，共32页，2023年，2月20日，星期四

容许挠度[v]按下表取值檩条的容许挠度限值仅支承压型钢板屋面（承受活荷载或雪荷载）有吊顶有吊顶且抹灰第18页，共32页，2023年，2月20日，星期四

当檩条跨度大于4m时，应在檩条间跨中位置设置拉条。当檩条跨度大6m时，应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点。此中间支点的力需要传到刚度较大的构件为此，需要在屋脊或檐口处设置斜拉条和刚性撑杆。1.5.5檁条的构造要求第19页，共32页，2023年，2月20日，星期四拉条和撑杆的布置第20页，共32页，2023年，2月20日，星期四撑杆斜拉条拉条隅撑屋面横向水平支撑第21页，共32页，2023年，2月20日，星期四拉条檩条屋面拉条布置第22页，共32页，2023年，2月20日，星期四当风吸力超过屋面永久荷载时，横向力的指向相反。此时Z形钢檀条的斜拉条需要设置在屋脊处，而卷边槽钢檩条则需设在屋檐处。因此，为了兼顾两种情况，在风荷载大的地区或是在屋檐和屋脊处都设置斜拉条，或是把横拉条和斜拉条都做成可以既承拉力又承压力的刚性杆。第23页，共32页，2023年，2月20日，星期四拉条通常用圆钢做成，圆钢直径不宜小于10mm。圆钢拉条可设在距檩条上翼缘1／3腹板高度范围内。当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时，屋面宜用自攻螺钉直接与檩条连接，拉条宜设在下翼缘附近。为了兼顾无风和有风两种情况，可在上、下翼缘附近交替布置。第24页，共32页，2023年，2月20日，星期四

拉条、撑杆与檩条的连接见图所示，斜拉条可弯折，也可不弯折。前一种方法要求弯折的直线长度不超过15mm，后一种方法则需要通过斜垫板或角钢与檩条连接。第25页，共32页，2023年，2月20日，星期四屋架横向水平支撑与刚架梁连接节点构造连接角钢第26页，共32页，2023年，2月20日，星期四实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，檩托可用角钢和钢板做成，檩条与檩托的连接螺栓不应少于2个，并沿檩条高度方向布置，见下图。设置檩托的目的是为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性。

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当采用扣合式屋面板时，拉条的设置根据檩条的稳定计算确定。刚性撑杆可采用钢管、方钢或角钢做成，通常按压杆的刚度要求选择截面:[λ]≤200第28页，共32页，2023年，2月20日，星期四

拉条的计算跨中设一道拉条

L≤6米跨中设二道拉条

L>6米第29页，共32页，2023年，2月20日，星期四拉条为檩条的平面外支承点，因此拉条所受拉力即为檩条承受的水平荷载。拉条支承处支座反力为：

当檩条跨中设一道拉条时：

当檩条跨间三分点处设二道拉条时：第30页，共32页，2023年，2月20日，星期四拉条所需要的截面面积计算公式：

—

拉条净截面面积；

—

钢材设计强度。第31页，共32页，2023年，2月2