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1.5 — 檩条设计. 1.5.1 檁条的截面形式 1.5.2 檁条的荷载和荷载组合 1.5.3 檁条的内力分析 1.5.4 檁条的截面选择 1.5.5 檁条的构造要求. 返回. 1.5.1 檁条的截面形式. 热轧型钢. 实腹式. H 型钢. 截面形式. 冷弯薄壁型钢. 下撑式. 格构式. 平面桁架式. 空腹式. 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.

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Presentation Transcript
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1.5 —檩条设计

  • 1.5.1 檁条的截面形式
  • 1.5.2 檁条的荷载和荷载组合
  • 1.5.3 檁条的内力分析
  • 1.5.4 檁条的截面选择
  • 1.5.5 檁条的构造要求

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1.5.1 檁条的截面形式

热轧型钢

实腹式

H型钢

截面形式

冷弯薄壁型钢

下撑式

格构式

平面桁架式

空腹式

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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

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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。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。
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适用于屋面坡度>1/3

适用于屋面坡度≤1/3

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1.5.2 檩条的荷载和荷载组合

  • 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。
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1.5.3 檩条的内力分析

  • 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。
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Y

q

qy

X

qx

X

α

Y

当屋面坡度i≤1/3时,qx值较小,檁条近似为单向受弯构件。

  • 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

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Y

q

Y1

qy

α

X1

θ

X

qx

X

θ

X1

Y1

Y

α

  • Z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。

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。

当α=θ时

q = qy

qx = 0

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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:

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1.5.4 檩条的截面验算

—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:

、 ——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

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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)。
1 2 3 4
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)

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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。

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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 :

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檩条的容许挠度限值

容许挠度[v]按下表取值

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1.5.5 檁条的构造要求

  • 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。
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斜拉条

隅撑

拉条

撑杆

屋面横向水平支撑

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檩条

拉条

屋面拉条布置

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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。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。
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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。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。
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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。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。
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连接角钢

屋架横向水平支撑与刚架梁连接节点构造

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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。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。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

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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

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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:

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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。

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檁条设计-小结
  • 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。