實腹式檁條的設計

1、7.8 實腹式檁實腹式檁條的概設計條的概設計 屋蓋結(jié)構(gòu)中常采用檁條支承屋面、檁條本身又支承于屋蓋結(jié)構(gòu)中常采用檁條支承屋面、檁條本身又支承于屋架上，從而構(gòu)成有檁屋蓋體系屋架上，從而構(gòu)成有檁屋蓋體系 作用：傳遞屋面荷載到屋架，同時其中的部分檁條又可兼：傳遞屋面荷載到屋架，同時其中的部分檁條又可兼作屋架的側(cè)向支點。作為前者時，檁條是一雙向受彎構(gòu)件作屋架的側(cè)向支點。作為前者時，檁條是一雙向受彎構(gòu)件當為后者時，兼作支撐壓桿，壓彎構(gòu)件。當為后者時，兼作支撐壓桿，壓彎構(gòu)件。兼作屋架側(cè)向支點的檁條實腹式檁條的截面形式熱軋槽鋼熱軋槽鋼最常用，適用于荷載最常用，適用于荷載和檁條跨度較大的屋和檁條跨度較大的屋面，可

2、用面，可用H形鋼或工形鋼或工字鋼字鋼熱軋角鋼熱軋角鋼適用于荷載和檁條跨適用于荷載和檁條跨度較小的屋面度較小的屋面 在輕型屋面系中，冷彎薄壁型鋼中的帶在輕型屋面系中，冷彎薄壁型鋼中的帶卷邊卷邊Z形鋼形鋼或帶或帶卷邊卷邊槽鋼（或稱槽鋼（或稱C型鋼）型鋼）檁條的間距檁條的間距主要取決于主要取決于屋面材料的性能和尺寸規(guī)則屋面材料的性能和尺寸規(guī)則:1、應充分利用屋面材料、應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檁條的間距檁條的間距2、考慮屋架的具體節(jié)點布置。如有可能，檁條宜置于屋架的節(jié)、考慮屋架的具體節(jié)點布置。如有可能，檁條宜置于屋架的節(jié) 點上，使屋架上弦桿軸心受力；如不可能完

3、全做到，則兼作點上，使屋架上弦桿軸心受力；如不可能完全做到，則兼作 屋架側(cè)向支點的檁條必須置于屋架節(jié)點處，其他檁條可以放屋架側(cè)向支點的檁條必須置于屋架節(jié)點處，其他檁條可以放 在屋架上弦桿的節(jié)間內(nèi)，此時屋架上弦桿為壓彎構(gòu)件在屋架上弦桿的節(jié)間內(nèi)，此時屋架上弦桿為壓彎構(gòu)件檁條檁條的荷載的荷載永久荷載永久荷載：屋面自重、檁條自重屋面自重、檁條自重可變荷載可變荷載：屋面均布活荷載、雪荷載、積灰荷屋面均布活荷載、雪荷載、積灰荷載、風荷載、施工檢修荷載。載、風荷載、施工檢修荷載。屋面屋面豎向荷載豎向荷載q q在設計時應分解成與檁條截面在設計時應分解成與檁條截面兩主軸兩主軸方向方向相一致的分量相一致的分量qx

4、qx和和qyqy槽鋼、槽鋼、Z Z形鋼等檁條截面在屋面坡向的形鋼等檁條截面在屋面坡向的剛度較弱剛度較弱。為為了增加檁條在屋面坡向的抗彎強度和剛度了增加檁條在屋面坡向的抗彎強度和剛度，當檁條，當檁條跨度跨度L4mL4m時常需設置檁條的側(cè)向支撐。當檁條跨度時常需設置檁條的側(cè)向支撐。當檁條跨度L=6mL=6m時，應在檁條跨度中點設置一道坡向拉條。當時，應在檁條跨度中點設置一道坡向拉條。當檁條跨度檁條跨度L6mL6m時，應在檁條跨度三分點處各設置一時，應在檁條跨度三分點處各設置一道坡向拉條。道坡向拉條。拉條布置中，為了不使屋脊檁條受力過大，也可在拉條布置中，為了不使屋脊檁條受力過大，也可在靠近屋脊處的

5、檁距內(nèi)設置兩斜拉條把所有屋面坡向靠近屋脊處的檁距內(nèi)設置兩斜拉條把所有屋面坡向分力傳給屋架的屋脊節(jié)點。分力傳給屋架的屋脊節(jié)點。為保證屋脊檁條的側(cè)向抗彎剛度，應把為保證屋脊檁條的側(cè)向抗彎剛度，應把原來設置的中間拉條改為能原來設置的中間拉條改為能承受壓力的承受壓力的撐桿撐桿，圖中用粗線表示，圖中用粗線表示當采用薄壁當采用薄壁Z Z形鋼作檁條時，形鋼作檁條時，Z Z型鋼型鋼的截面主軸與型鋼的腹板有一夾角的截面主軸與型鋼的腹板有一夾角，屋面坡度較平，屋面坡度較平較小時有可能較小時有可能使（使（-）為）為負值負值。屋面坡向分力指向屋脊，拉條應把屋面坡向分力指向屋脊，拉條應把分力傳給屋檐節(jié)點，因而斜拉條應分

6、力傳給屋檐節(jié)點，因而斜拉條應該布置在檐口的檁距內(nèi)，如上圖該布置在檐口的檁距內(nèi)，如上圖拉條直徑拉條直徑d d根據(jù)其所受屋面坡向分力大小經(jīng)設計計算確定，根據(jù)其所受屋面坡向分力大小經(jīng)設計計算確定，所有檁距內(nèi)拉條一般采用所有檁距內(nèi)拉條一般采用統(tǒng)一直徑。統(tǒng)一直徑。設計習慣上為使拉條設計習慣上為使拉條具有一定剛性，具有一定剛性，常采用常采用d d不小于不小于16mm16mm，但主要由設計人員據(jù)，但主要由設計人員據(jù)經(jīng)驗取值。經(jīng)驗取值。 槽鋼截面的剪切中心位于其腹板外側(cè)一定距離的對稱軸上，槽鋼截面的剪切中心位于其腹板外側(cè)一定距離的對稱軸上，如圖如圖7.30（a）中的）中的S點所示，若橫向荷載不通過剪切中心，點

7、所示，若橫向荷載不通過剪切中心，檁條受荷后除發(fā)生彎曲變形外還將有檁條受荷后除發(fā)生彎曲變形外還將有扭轉(zhuǎn)變形扭轉(zhuǎn)變形。 為了簡化計算和在檁條設計中不考慮扭轉(zhuǎn)變形，就為了簡化計算和在檁條設計中不考慮扭轉(zhuǎn)變形，就應盡量應盡量使橫向荷載接近剪切中心使橫向荷載接近剪切中心，因而槽鋼在屋架上的放置方向應，因而槽鋼在屋架上的放置方向應使翼緣指向屋脊，如圖使翼緣指向屋脊，如圖7.30（a）所示）所示 此時槽鋼頂面荷載的此時槽鋼頂面荷載的兩個分力兩個分力qx和和qy對剪切中心對剪切中心S的扭矩的扭矩方向相反方向相反，可以抵消一部分。這樣槽鋼檁條在計算中就可以，可以抵消一部分。這樣槽鋼檁條在計算中就可以近似地只考慮

8、其近似地只考慮其雙向彎曲雙向彎曲。檁條通常要計算的三個內(nèi)容檁條通常要計算的三個內(nèi)容（1）抗彎剛度）抗彎剛度（2）整體穩(wěn)定性）整體穩(wěn)定性（3）撓度）撓度 在抗彎強度計算中，在抗彎強度計算中，MxMx為簡支梁最大彎矩為簡支梁最大彎矩，MyMy則視中間則視中間設一道或二道拉條按兩跨或三跨連續(xù)梁計算，設一道或二道拉條按兩跨或三跨連續(xù)梁計算，x x和和y y都指都指檁條截面的主軸。檁條截面的主軸。 當屋面材料與檁條有較好的連接和檁條中間按常規(guī)設置當屋面材料與檁條有較好的連接和檁條中間按常規(guī)設置拉條時，拉條時，設計時常認為檁條不致整體失穩(wěn)而不再進行驗算設計時常認為檁條不致整體失穩(wěn)而不再進行驗算。檁條檁條跨

9、度較大、拉條設置較稀跨度較大、拉條設置較稀時，一般仍應按時，一般仍應按雙向受彎進雙向受彎進行整體穩(wěn)定性驗算行整體穩(wěn)定性驗算（見前公式（見前公式（7.327.32）。）。 當檁條未設坡向拉條時，其撓度應分別根據(jù)荷載分量當檁條未設坡向拉條時，其撓度應分別根據(jù)荷載分量qx和和qy求出同一點的撓度分量求出同一點的撓度分量u和和v，并，并合成總撓度合成總撓度，使其小于規(guī)，使其小于規(guī)范規(guī)定的容許撓度值。當檁條設有坡向拉條時，就只需驗算范規(guī)定的容許撓度值。當檁條設有坡向拉條時，就只需驗算qy作用下的撓度作用下的撓度v，使其小于容許值。對兼作屋架上弦桿橫向，使其小于容許值。對兼作屋架上弦桿橫向支撐的檁條，還應

10、使其支撐的檁條，還應使其最大長細比最大長細比200。 對按施工及檢修集中荷載進行驗算時，根據(jù)荷載規(guī)范對按施工及檢修集中荷載進行驗算時，根據(jù)荷載規(guī)范GB500092001第第4.5.1條的規(guī)定：人和小工具的自重按集中條的規(guī)定：人和小工具的自重按集中荷載標準值為荷載標準值為1.0kN考慮，考慮，荷載作用于最不利截面處荷載作用于最不利截面處。驗算時。驗算時不同時考慮不同時考慮其他其他可變可變荷載。施工檢修荷載為荷載。施工檢修荷載為臨時荷載臨時荷載，其產(chǎn)生，其產(chǎn)生的的撓度可不必驗算撓度可不必驗算 例題例題 【例例題題7.6】 某普通鋼屋架的熱軋槽鋼檁條，兩端簡支，某普通鋼屋架的熱軋槽鋼檁條，兩端簡支，

11、跨度跨度l=6m，跨度中間設一道坡向拉條，如圖，跨度中間設一道坡向拉條，如圖7.31 (a)所示。所示。檁條水平間距檁條水平間距a=1.5m，鋼屋架跨度，鋼屋架跨度L=24m，屋面坡度，屋面坡度i=1/2.5。屋面材料為鋼絲網(wǎng)水泥波形瓦，重量為。屋面材料為鋼絲網(wǎng)水泥波形瓦，重量為0.6kN/m2，下鋪木絲板保溫層，重量為下鋪木絲板保溫層，重量為0.25 kNm2。水平投影面上的屋。水平投影面上的屋面均布可變荷載為面均布可變荷載為0.5kN/m2（此荷載不與雪荷載同時考慮，（此荷載不與雪荷載同時考慮，因房屋所在地的雪荷載為因房屋所在地的雪荷載為0.35 kN/m2，今取其較大值）。，今取其較大值）。檁條鋼材為檁條鋼材為Q235鋼。試設計此