實(shí)腹式檁條的設(shè)計(jì)

1、7.8 實(shí)腹式檁實(shí)腹式檁條的概設(shè)計(jì)條的概設(shè)計(jì) 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(shí)其中的部分檁條又可兼：傳遞屋面荷載到屋架，同時(shí)其中的部分檁條又可兼作屋架的側(cè)向支點(diǎn)。作為前者時(shí)，檁條是一雙向受彎構(gòu)件作屋架的側(cè)向支點(diǎn)。作為前者時(shí)，檁條是一雙向受彎構(gòu)件當(dāng)為后者時(shí)，兼作支撐壓桿，壓彎構(gòu)件。當(dāng)為后者時(shí)，兼作支撐壓桿，壓彎構(gòu)件。兼作屋架側(cè)向支點(diǎn)的檁條實(shí)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(yīng)充分利用屋面材料、應(yīng)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(diǎn)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(diǎn)布置。如有可能，檁條宜置于屋架的節(jié) 點(diǎn)上，使屋架上弦桿軸心受力；如不可能完

3、全做到，則兼作點(diǎn)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(diǎn)的檁條必須置于屋架節(jié)點(diǎn)處，其他檁條可以放屋架側(cè)向支點(diǎn)的檁條必須置于屋架節(jié)點(diǎn)處，其他檁條可以放 在屋架上弦桿的節(jié)間內(nèi)，此時(shí)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(shí)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(fēng)荷載、施工檢修荷載。載、風(fēng)荷載、施工檢修荷載。屋面屋面豎向荷載豎向荷載q q在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分解成與檁條截面在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(qiáng)度和剛度了增加檁條在屋面坡向的抗彎強(qiáng)度和剛度，當(dāng)檁條，當(dāng)檁條跨度跨度L4mL4m時(shí)常需設(shè)置檁條的側(cè)向支撐。當(dāng)檁條跨度時(shí)常需設(shè)置檁條的側(cè)向支撐。當(dāng)檁條跨度L=6mL=6m時(shí)，應(yīng)在檁條跨度中點(diǎn)設(shè)置一道坡向拉條。當(dāng)時(shí)，應(yīng)在檁條跨度中點(diǎn)設(shè)置一道坡向拉條。當(dāng)檁條跨度檁條跨度L6mL6m時(shí)，應(yīng)在檁條跨度三分點(diǎn)處各設(shè)置一時(shí)，應(yīng)在檁條跨度三分點(diǎn)處各設(shè)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(shè)置兩斜拉條把所有屋面坡向靠近屋脊處的檁距內(nèi)設(shè)置兩斜拉條把所有屋面坡向分力傳給屋架的屋脊節(jié)點(diǎn)。分力傳給屋架的屋脊節(jié)點(diǎn)。為保證屋脊檁條的側(cè)向抗彎剛度，應(yīng)把為保證屋脊檁條的側(cè)向抗彎剛度，應(yīng)把原來設(shè)置的中間拉條改為能原來設(shè)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(dāng)采用薄壁當(dāng)采用薄壁Z Z形鋼作檁條時(shí)，形鋼作檁條時(shí)，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(shí)有可能較小時(shí)有可能使（使（-）為）為負(fù)值負(fù)值。屋面坡向分力指向屋脊，拉條應(yīng)把屋面坡向分力指向屋脊，拉條應(yīng)把分力傳給屋檐節(jié)點(diǎn)，因而斜拉條應(yīng)分

6、力傳給屋檐節(jié)點(diǎn)，因而斜拉條應(yīng)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(shè)計(jì)計(jì)算確定，根據(jù)其所受屋面坡向分力大小經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)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(shè)計(jì)習(xí)慣上為使拉條設(shè)計(jì)習(xí)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(shè)計(jì)人員據(jù)，但主要由設(shè)計(jì)人員據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值。經(jīng)驗(yàn)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(duì)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(duì)稱軸上，如圖如圖7.30（a）中的）中的S點(diǎn)所示，若橫向荷載不通過剪切中心，點(diǎn)

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(jiǎn)化計(jì)算和在檁條設(shè)計(jì)中不考慮扭轉(zhuǎn)變形，就為了簡(jiǎn)化計(jì)算和在檁條設(shè)計(jì)中不考慮扭轉(zhuǎn)變形，就應(yīng)盡量應(yīng)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(yīng)，因而槽鋼在屋架上的放置方向應(yīng)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(shí)槽鋼頂面荷載的此時(shí)槽鋼頂面荷載的兩個(gè)分力兩個(gè)分力qx和和qy對(duì)剪切中心對(duì)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(jì)算中就可以，可以抵消一部分。這樣槽鋼檁條在計(jì)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(jì)算的三個(gè)內(nèi)容檁條通常要計(jì)算的三個(gè)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(qiáng)度計(jì)算中，在抗彎強(qiáng)度計(jì)算中，MxMx為簡(jiǎn)支梁最大彎矩為簡(jiǎn)支梁最大彎矩，MyMy則視中間則視中間設(shè)一道或二道拉條按兩跨或三跨連續(xù)梁計(jì)算，設(shè)一道或二道拉條按兩跨或三跨連續(xù)梁計(jì)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(dāng)屋面材料與檁條有較好的連接和檁條中間按常規(guī)設(shè)置當(dāng)屋面材料與檁條有較好的連接和檁條中間按常規(guī)設(shè)置拉條時(shí)，拉條時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)常認(rèn)為檁條不致整體失穩(wěn)而不再進(jìn)行驗(yàn)算設(shè)計(jì)時(shí)常認(rèn)為檁條不致整體失穩(wěn)而不再進(jìn)行驗(yàn)算。檁條檁條跨

9、度較大、拉條設(shè)置較稀跨度較大、拉條設(shè)置較稀時(shí)，一般仍應(yīng)按時(shí)，一般仍應(yīng)按雙向受彎進(jìn)雙向受彎進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算（見前公式（見前公式（7.327.32）。）。 當(dāng)檁條未設(shè)坡向拉條時(shí)，其撓度應(yīng)分別根據(jù)荷載分量當(dāng)檁條未設(shè)坡向拉條時(shí)，其撓度應(yīng)分別根據(jù)荷載分量qx和和qy求出同一點(diǎn)的撓度分量求出同一點(diǎn)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(dāng)檁條設(shè)有坡向拉條時(shí)，就只需驗(yàn)算范規(guī)定的容許撓度值。當(dāng)檁條設(shè)有坡向拉條時(shí)，就只需驗(yàn)算qy作用下的撓度作用下的撓度v，使其小于容許值。對(duì)兼作屋架上弦桿橫向，使其小于容許值。對(duì)兼作屋架上弦桿橫向支撐的檁條，還應(yīng)

10、使其支撐的檁條，還應(yīng)使其最大長(zhǎng)細(xì)比最大長(zhǎng)細(xì)比200。 對(duì)按施工及檢修集中荷載進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，根據(jù)荷載規(guī)范對(duì)按施工及檢修集中荷載進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)值為荷載標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)算時(shí)。驗(yàn)算時(shí)不同時(shí)考慮不同時(shí)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(shí)荷載臨時(shí)荷載，其產(chǎn)生，其產(chǎn)生的的撓度可不必驗(yàn)算撓度可不必驗(yàn)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(jiǎn)支，某普通鋼屋架的熱軋槽鋼檁條，兩端簡(jiǎn)支，

11、跨度跨度l=6m，跨度中間設(shè)一道坡向拉條，如圖，跨度中間設(shè)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(shí)考慮，（此荷載不與雪荷載同時(shí)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(shè)計(jì)此