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钢结构檩条如何计算

时间：2020-05-30 22:12:54 来源：钢结构设计

檁条的截面形式

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实腹式檁条的截面形式

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　　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。

檩条的荷载和荷载组合

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　　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。

檩条的内力分析

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　　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。

　　C型檩条在荷载作用下计算简图如下：

　　Z型檩条在荷载作用下计算简图如下：

檩条的内力计算

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檩条的截面验算

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　　—强度、整体稳定、变形

　　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：

　　截面1.2.3.4点正应力计算公式如下：

整体稳定计算

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　　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：

变形计算

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　　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：

容许挠度[v]按下表取值

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檁条的构造要求

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　　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。

　　★ 拉条和撑杆的布置

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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

拉条的计算

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　　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：

　　拉条所需要的截面面积计算公式：

檁条设计－小结

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　　1、根据受力特点，檁条应按双向受弯构件进行内力计算和截面设计。

　　2、檁条在进行内力分析时，内力计算与拉条的布置有关，当布置一道或两道拉条时，在水平荷载qx作用下按两跨或三跨连续梁计算。

　　3、拉条布置应考虑风荷载影响，按实际受力计算拉条截面，并满足构造要求。

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