单层工业厂房屋盖结构-钢檩条设计

钢结构专业课件▶钢檩条设计-檩条的布置、连接与构造钢檩条设计-檩条的布置、连接与构造1）为使屋架上弦杆不产生弯矩，檩条宜位于屋架上弦节点处。2）实腹板式檩条的截面均宜垂直于屋面坡面。对角钢、槽钢和Z形钢檩条，宜将上翼缘肢尖（或卷边）朝向屋脊方向，以减小由于屋面荷载偏心引起的扭矩。3）桁架式檩条的上弦杆宜垂直于屋架上弦杆，而腹杆平面宜垂直于底面。

檩条的布置檩条的布置、连接与构造1）檩条与屋面应可靠连接，以保证屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转的作用。2）檩条与屋面的连接，常用的有瓦钩、穿钉、瓦钉和自攻螺钉等。

瓦钩多用于无木望板的冷摊石棉瓦和水泥波形瓦屋面；

瓦钉

多用于有木望板的石棉瓦屋面；

穿钉多用于预应力槽瓦屋面；

自攻螺钉

多用于檩条与压型钢板屋面的连接

檩条与屋面的连接檩条的布置、连接与构造

实腹式和空腹式檩条与屋架的连接宜用檩托，檩条端部与檩托的连接螺栓应不少于两个，并沿檩条高度方向设置，如图1-1(a)。当檩条高度较小(小于120mm），排列两个螺栓有困难时，也可改为沿檩条长度方向设置，如图1-1(b)。螺栓直径根据檩条的截面大小，可取M12-16。

图1-1实腹式檩条端部连接檩条与屋架的连接檩条端部与屋架的连接应能阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性。檩条的布置、连接与构造

轻型H型钢檩条，当截面高度h≤200mm时，可直接用螺栓与屋架连接，如图1-2(b)；当截面高度h＞200mm时，需将下翼缘切去半肢设檩托与屋架连接，如图1-2(c)。

图1-2檩条与屋架的连接当屋面坡度与屋面荷载较小时，也可用钢板直接焊于屋架上弦作为檩托，如图1-2(a)檩条与屋架的连接檩条的布置、连接与构造1）檩条的拉条设置与否主要与檩条的侧向刚度有关

对于侧向刚度较大的空间桁架式檩条和轻型H型钢檩条一般可不设拉条，

对于侧向刚度较差的实腹式和平面桁架式檩条。为了减小檩条的安装和使用阶段的侧向变形和扭转，保证其整体稳定性，一般需在檩条间设置拉条，作为其侧向支承点。

檩条撑杆的作用主要是限制檐檩和天窗缺口处边檩向上或向下两个方向的侧向弯曲。

檩条的拉条和撑杆檩条的布置、连接与构造

当实腹式檩条跨度≤4m时，可按计算要求确定是否需要设置拉条，当跨度大于4m时，在檩条受压翼缘应设置拉条或撑杆，拉条和撑杆的截面按计算确定。一般当檩条跨度4m＜L≤6m时，宜在檩条跨中位置设置一道拉条；当跨度＞6m时，宜在檩条跨度三分点处各设一道拉条；在檐口处应同时设置拉条和撑杆。檩条的拉条和撑杆檩条的布置、连接与构造拉条一般采用圆钢，其直径应根据荷载和檩距大小取用，不宜小于10mm。撑杆的长细比不得大于200，可采用钢管、方管或角钢做成。拉条和撑杆的布置如图1-3。图1-3

拉条和撑杆的布置图檩条的拉条和撑杆檩条的布置、连接与构造2）拉条和撑杆与檩条的连接图1-4

拉条和撑杆与檩条的连接斜拉条与檩条腹板的连接处一般应予弯折，弯折的直段长度不宜过大，以免受力后发生局部弯曲。斜拉条弯折点距腹板边距宜为10-15mm。若条件许可，斜拉条不可弯折，而采用斜垫板或角钢。檩条的拉条和撑杆檩条的布置、连接与构造3）斜拉条与屋架的连接斜拉条与屋架的连接，一般在屋架上焊一短角钢与斜拉条用螺帽连接如图1-5(a)当屋架跨度较小或屋面荷载较轻时，也可将斜拉条直接连接于檩条的檩托或端部的预留孔上（尽量靠檩条底部），如图(b)、(c)所示。图1-5

拉条与屋架的连接檩条的拉条和撑杆钢结构专业课件▶钢檩条设计-檩条的计算1、内力计算1）荷载取值2）荷载计算3）檩条的弯矩计算2、檩条的强度计算3、檩条的稳定性计算4、檩条的刚度计算钢檩条设计-檩条的计算檩条的计算步骤：以实腹式檩条为例檩条的计算1）

荷载取值：

永久荷载主要考虑屋面材料重量（包括防水层、保温层、隔热层等）、

檩条自重等；

可变荷载包括屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、检修集中荷载和

风荷载等，其值可按《建筑结构荷载规范》或当地资料取用。

钢檩条设计-檩条的计算1.内力计算以实腹式檩条为例檩条的计算荷载组合

①屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中较大值；②积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑；

③对于檩距小于1m的檩条，当雪荷载小于0.5kN/m2时，尚应验算检修集中荷载作用于跨中时构件的强度；

④施工或检修集中荷载标准值取为0.8kN，且此荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑；钢檩条设计-檩条的计算以实腹式檩条为例檩条的计算1.内力计算荷载组合⑤对于实腹式檩条，可将检修集中荷载按2x0.8/aL（kN/m2）换算为等效均布荷载，a为檩条水平投影间距（m），L为檩条跨度（m）。⑥当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑。钢檩条设计-檩条的计算以实腹式檩条为例檩条的计算1.内力计算钢檩条设计-檩条的计算式中q——檩条竖向荷载设计值；

0

——q与主轴y的夹角：对C形、槽形和工字型截面

0=

，

为屋面坡角；

对Z形截面，

为主轴x与平行于屋面轴x1的夹角。2）荷载计算垂直于檩条主轴x-x和y-y的分荷载计算：以实腹式檩条为例檩条的计算1.内力计算图1-1实腹式檩条截面主轴和荷载图钢檩条设计-檩条的计算3）檩条的弯矩计算以实腹式檩条为例檩条的计算1.内力计算表1-1承受双向弯曲的单跨简支檩条的计算弯矩钢檩条设计-檩条的计算式中MX——由qx引起的绕x轴作用的最大弯矩；

My——由qy引起的绕y轴作用的最大弯矩，拉条应作为侧向支承点；

Wnx

、Wny——分别对主轴x、y的净截面抵抗距；

——截面塑性发展系数

f

——钢材的强度设计值。当屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转时，可不计算檩条的整体稳定性，仅按下式计算强度：以实腹式檩条为例檩条的计算2.檩条强度计算钢檩条设计-檩条的计算式中

Wx

、Wy——分别对主轴x、y的毛截面抵抗距；

——受弯构件的整体稳定系数。

当檩条之间未设置拉条且屋面材料刚性较差，屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转时，按下式计算檩条的整体稳定性：以实腹式檩条为例檩条的计算3.檩条稳定性计算钢檩条设计-檩条的计算式中

——沿y轴作用的线荷载标准值；

——檩条的跨度；

——截面对主轴x的毛截面惯性矩；

——容许挠度。

为使屋面较平整，实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度，两端简支的檩条的挠度验算如下：以实腹式檩条为例檩条的计算4.檩条刚度计算钢结构专业课件檩条设计

钢檩条一般用于轻型屋面及瓦屋面，是屋盖结构体系中次要的承重构件，它将屋面荷载传递到钢架。

。檩条的形式：宜优先采用实腹式构件，也可采用空腹式或格构式。檩条一般为单跨简支构件，实腹式檩条也可是连续构件。空腹式檩条：空腹式檩条由角钢作为上、下弦杆和缀板焊接组成，其主要特点是用钢量较少，能合理地利用小角钢和薄钢板，因缀板间距较密，拼接和焊接的工作量较大，故应用较少。檩条设计1.檩条的截面形式。格构式檩条：格构式檩条可采用平面桁架、空间桁架及下撑式檩条檩条设计1.檩条的截面形式。1).槽钢檩条分为普通热轧槽钢檩条和轻型槽钢檩条。普通槽钢檩条（图a）；因型材的厚度较厚，强度不能充分发挥，用钢量较大。轻型槽钢檩条虽比普通槽钢檩条有所改进，但仍不够理想。

图1-2实腹式檩条截面形式檩条设计实腹式檩条。2).高频焊接轻型H型钢檩条高频焊接轻型H型钢（以下简称“轻型H型钢）系引进国外先进技术生产的一种轻型型钢（图b）；具有腹板薄、抗弯刚度好、两主轴方向的惯性矩比较接近，以及翼缘板2直易于连接等优点。

图1-2实腹式檩条截面形式檩条设计实腹式檩条。3).卷边槽型冷弯薄壁型钢檩条卷边槽型（C形）冷弯薄壁型钢檩条（图c）的截面互换性大，应用普遍，用钢量省，制造和安装方便。

图1-2实腹式檩条截面形式檩条设计实腹式檩条。4).卷边Z形冷弯薄壁型钢檩条分直卷边Z形（图d）和斜卷边Z形（图e）。它的主平面x轴的刚度大，用在檩条时挠度小，用钢量省，制造和安装方便。斜卷边Z形钢存放时还可叠层堆放，占地少。当屋面坡度较大时，这种檩条的应用较为普遍。

图1-2实腹式檩条截面形式檩条设计实腹式檩条。（1）荷载统计①永久荷载屋面材料重量（包括防水、保温、隔热层等）、支撑和檩条自重；②可变荷载屋面均布活荷载、屋面雪荷载、积灰荷载和风荷载、施工及检修荷载。对轻型屋面，檩条设计的风荷载要考虑向上的吸力和向下的风压力两种情况。檩条设计2.檩条的设计（2）荷载组合原则①屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中较大值；②积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑；③施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑；④当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑。檩条设计檩条设计式中p——檩条竖向荷载设计值；

0

——p与主轴y的夹角：对C形、槽形和工字型截面

0=

，

为屋面坡角；

对Z形截面，

为主轴x与平行于屋面轴x1的夹角。（3）荷载计算垂直于檩条主轴x-x和y-y的分荷载计算：檩条设计式中MX——由qx引起的绕x轴作用的最大弯矩；

My——由qy引起的绕y轴作用的最大弯矩，拉条应作为侧向支承点；

Wnx

、Wny——分别对主轴x、y的净截面抵抗距；

——截面塑性发展系数

f

——钢材的强度设计值。（4）强度计算当屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转时，可不计算檩条的整体稳定性，仅按下式计算强度：檩条设计式中

Wx

、Wy——分别对主轴x、y的毛截面抵抗距；

——受弯构件的整体稳定系数。

（5）稳定性计算当檩条之间未设置拉条且屋面材料刚性较差，屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转时，按下式计算檩条的整体稳定性：檩条设计式中

——沿y轴作用的线荷载标准值；

——檩条的跨度；

——截面对主轴x的毛截面惯性矩；

——容许挠度。

（6）刚度计算为使屋面较平整，实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度，两端简支的檩条的挠度验算如下：钢结构专业课件▶钢檩条设计-檩条的作用及形式钢檩条设计-檩条的作用及形式

檩条

亦称檩子、桁条，垂直于屋架的水平屋顶梁，一般用于有檩屋盖体系的轻型屋面及瓦屋面，用以支撑屋面材料。

图1-1有檩屋盖体系檩条的作用檩条是横向受弯(通常是双向弯曲)构件，是屋盖结构体系中次要的承重构件，它将屋面荷载传递到钢屋架。

钢檩条的用钢量在屋盖结构中占有很大的比重，因此在设计中综合考虑结构特点、材料供应情况和施工条件等因素，合理选择檩条形式、截面和间距，对节约钢材有重要意义。

檩条的形式：主要有实腹式檩条、空腹式檩条和桁架式檩条，宜优先采用实腹式。檩条一般为单跨简支构件，实腹式檩条也可是连续构件。钢檩条设计-檩条的作用及形式檩条的截面形式1)槽钢檩条分为普通热轧槽钢檩条和轻型槽钢檩条。普通槽钢檩条（图1-2a）；因型材的厚度较厚，强度不能充分发挥，用钢量较大。轻型槽钢檩条虽比普通槽钢檩条有所改进，但仍不够理想。

图1-2实腹式檩条截面形式实腹式檩条钢檩条设计-檩条的作用及形式檩条的截面形式2)高频焊接轻型H型钢檩条高频焊接轻型H型钢（以下简称“轻型H型钢）系引进国外先进技术生产的一种轻型型钢（图1-2b）；具有腹板薄、抗弯刚度好、两主轴方向的惯性矩比较接近，以及翼缘板平直易于连接等优点。

图1-2实腹式檩条截面形式钢檩条设计-檩条的作用及形式实腹式檩条檩条的截面形式。3)卷边槽型冷弯薄壁型钢檩条卷边槽型（亦称C形钢）冷弯薄壁型钢檩条（图1-2c）的截面互换性大，应用普遍，用