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第二节
檩条

一、实腹式檩条

1.形式及特点

(1)热轧工字钢、槽钢檩条。热轧工字钢、槽钢檩条分普通和轻型两种[图 3-4( a)、( b)]。普通檩条因型材的厚度较厚,强度不能充分发挥,用钢量较大。轻型檩条虽比普通型钢檩条有所改进,但仍不够理想。

(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 3-4( c)],具有腹板薄、抗弯刚度好、两主轴方向的惯性矩比较接近及翼缘板平直易于连接等优点,目前常用于檩距≥1.5m或跨度>6m,荷载较大的屋面。

(3)冷弯薄壁卷边槽钢檩条。冷弯薄壁卷边槽钢(C形)檩条[图 3-4(d)]的截面互换性大,应用普遍,用钢量省,制造和安装方便。目前常用于檩条跨度≤6m,荷载较小的平坡屋面中。

(4)冷弯薄壁卷边Z形钢檩条。冷弯薄壁卷边Z形钢檩条有直卷边Z形钢[图 3-4(e)]和斜卷边Z形钢[图3-4(f)]。它的主平面 x 轴的刚度大,用作檩条时挠度小,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。当屋面坡度较大时常采用这种檩条。

图 3-4 实腹式檩条

( a)热轧槽钢;( b)热轧工字钢;( c)高频焊接轻型H型钢;

( d)冷弯薄壁卷边槽钢;( e)直卷边Z形钢;(f)斜卷边Z形钢

2.檩条的截面尺寸

(1)截面高度。实腹式檩条的截面高度 h ,一般为跨度的 1/35~1/50 ;桁架式檩条的截面高度 h ,一般为跨度的1/12~1/20。

(2)截面宽度。实腹式檩条的截面宽度 b ,由截面高度 h 所选用的型钢规格确定;空间桁架式檩条上弦的总宽度 b ,取截面总高度的1/1.5~1/2.0。

3.内力分析

实腹式檩条应按在两个主轴平面内受弯的构件(双向弯曲梁)进行计算,即将均布荷载 p 分解为两个荷载分量 p x p y 分别计算。

(1)垂直于主轴 x y 的分荷载(图3-5)按下列公式计算:

图 3-5 实腹式檩条截面主轴和荷载图

式中 p ——檩条竖向荷载设计值;

α 0 —— p 与主轴 y 的夹角:对槽形和工字形截面 α 0 = α α 为屋面坡角;对Z形截面 α 0 = | θ - α | , θ 为主轴 x 与平行于屋面轴 x 1 的夹角。

(2)檩条的弯矩可按下列规定计算。

1)在刚度最大主平面(对 x 轴)由 p y 引起的弯矩。

单跨简支构件:跨中最大弯矩 M x = p y l 2 /8, l 为檩条的跨度。

多跨连续构件:不考虑活荷载的不利组合,跨中和支座弯矩均近似取 M x = p y l 2 /10。

2)在刚度最小主平面(对 y 轴)由 p x 引起的弯矩,按简支梁或连续梁(设有拉条时,视拉条为檩条的侧向支撑点)按下列规定计算。

檩间无拉条时,跨中弯矩

一、拉条位于 l /2 时,

跨中负弯矩

两根拉条位于 l /3 时,

l /3 处负弯矩

跨中正弯矩

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,仅按下式计算其强度:

冷弯薄壁型钢:

式中 M x M y ——刚度最大主平面(由 p y 引起)和刚度最小主平面(由 p x 引起)的弯矩:当无拉条或设一根拉条时,采用檩条跨中的弯矩;当设两根拉条时:若 p x >3.5 p y ,采用檩条跨中弯矩;若 p x <3.5 p y ,采用1/3跨处的弯矩;

W enx W eny ——对主轴 x y 的有效净截面模量;

热轧型钢:

式中 W nx W ny ——主轴 x y 的净截面模量;

γ x γ y ——截面塑性发展系数,按表2-1的规定采用;

f ——钢材的强度设计值。

5.稳定计算

(1)当屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转时,可按下式计算檩条的稳定性:

冷弯薄壁型钢:

式中 W ex W ey ——对主轴 x y 的有效截面模量;

φ bx ——受弯构件绕强轴的整体稳定系数。

热轧型钢:

式中 W x W y ——对主轴 x y 的毛截面模量;

φ b ——受弯构件绕强轴的整体稳定系数。

(2)当檩条在永久荷载和风吸力组合下,下翼缘受压时:

1)可偏安全地按式(3-33)计算檩条下翼缘受压、上翼缘受拉时的稳定;此时檩条可按跨中无侧向支撑点考虑,即取 l y = l 0 (檩条下翼缘附近未设拉条时)。

2)当屋面能阻止檩条上翼缘侧向位移和扭转时,也可按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102 :2002)附录E列出的考虑屋面对受拉上翼缘的约束对受压下翼缘的稳定计算。

3)当风吸力较大时,为提高受压下翼缘的稳定,允许在檩条下翼缘附近增设拉条,此时 l y 应取其下翼缘的拉条间距。

4)若仅为提高檩条下翼缘受压时的稳定,将檩条上翼缘拉条下移至下翼缘附近时,还需重新验算檩条在永久荷载与可变荷载组合下,因受压上翼缘无拉条而使其平面外弯矩 M y 增大对强度的不利影响,并采取临时措施保证檩条在安装时的稳定。

(3)单轴或双轴对称截面的简支梁,当绕对称轴( x 轴)弯曲时,其整体稳定系数 φ bx 应按下式计算:

式中 φ bx ——受弯构件绕强轴的整体稳定系数;

λ y ——梁在弯矩作用平面外的长细比;

A ——毛截面面积;

h ——截面高度;

l 0 ——梁的侧向计算长度, l 0 = μ b l

μ b —梁的侧向长度计算系数,按表3-6采用;

l ——梁的跨度;

ζ 1 ζ 2 ——系数,按表3-6采用;

e a ——横向荷载作用点到截面弯心的距离,对于偏心压杆或当横向荷载作用在弯心时 e a = 0;当荷载不作用在弯心且荷载方向指向弯心时 e a 为负,而离开弯心时 e a 为正;

W x ——对 x 轴的受压边缘毛截面截面模量;

I w ——毛截面扇性惯性矩;

I y ——对 y 轴的毛截面惯性矩;

I t ——扭转惯性矩;

如按式(3-35)计算的 φ bx 值大于0.7时,则应以 代替 按下式计算:

两端及跨间侧向均为简支的受弯构件的 值表3-6

续表

(4)在式(3-31)和式(3-32)中,对薄壁型钢檩条的有效截面模量按以下规定确定。

1)加劲板件、部分加劲板件和非加劲板杆的有效宽厚比应按下列公式计算:

时,

时,

时,

式中 b ——板件宽度;

t ——板件厚度;

b e ——板件有效宽度;

α ——计算系数, α = 1.15 -0.15 ψ ,当 ψ <0时,取 α = 1.15;

b c ——板件受压区宽度,当 ψ ≥0时, b c = b ;当 ψ <0时, b c = b /(1 - ψ );

ψ ——压应力分布不均匀系数, ψ = σ min / σ max

σ max ——受压板件边缘的最大压应力(N/mm 2 ),取正值;

σ min ——受压板件另一边缘的应力(N/mm 2 ),以压应力为正,拉应力为负;

ρ ——计算系数, ρ =

k ——板件受压稳定系数;

k 1 ——板组约束系数,若不计相邻板件的约束作用,可取 k 1 = 1.0。

①在轴心受压构件中应根据由构件最大长细比所确定的稳定系数与钢材强度设计值的乘积( φf )作为 σ 1

②对于压弯构件,截面上各板件的压应力分布不均匀系数 ψ 应由构件毛截面按强度计算,不考虑双力矩的影响。最大压应力板件的 σ 1 取钢材的强度设计值 f ,其余板件的最大压应力按 ψ 推算。

③对于受弯及拉弯构件,截面上各板件的压应力分布不均匀系数 ψ 及最大压应力应由构件毛截面按强度计算,不考虑双力矩的影响。

2)受压板件的稳定系数 k 可按下列公式计算:

①加劲板件。

当1≥ ψ >0时,

当0≥ ψ ≥-1时,

②部分加劲板件。

a.最大压应力作用于支撑边[图3-6(a)]。

ψ ≥ -1时,

图 3-6 部分加劲板和非加劲板的应力分布示意图

(a)最大压应力作用于支撑边(部分加劲板件);(b)最大压应力作用于部分加劲边;

(c)最大压应力作用于支撑边(非加劲板件);(d)最大压应力作用于自由边

b.最大压应力作用于部分加劲边[图3-6(b)]。

ψ ≥ -1时,

③非加劲板件。

a.最大压应力作用于支撑边[图3-6(c)]。

当1≥ ψ >0时,

当0≥ ψ > -0.4时,

当-0.4≥ ψ ≥ -1时,

b.最大压应力作用于自由边[图 3-6(d)]。

ψ ≥ -1时,

ψ < -1时,以上各式的 k 值按 ψ = -1的值采用。

3)受压板件的板组约束系数 k 1 应按下列公式计算:

ζ ≤1.1 时,

ζ >1.1时,

式中 b ——计算板件的宽度;

c ——与计算板件邻接的板件宽度;如果计算板件两边均有邻接板件时,即计算板件为加劲板件时,取压应力较大一边的邻接板件宽度;

k ——计算板件的受压稳定系数;

k c ——邻接板件的受压稳定系数。

时,取 k 1 的上限值。对于加劲板件 = 1.7;对于部分加劲板件 = 2.4;对于非加劲板件 = 3.0。

当计算板件只有一边有邻接板件,即在计算板件为非加劲板件或部分加劲板件,且邻接板件受拉时,取

4)部分加劲板件中卷边的高厚比不宜大于12,卷边的最小高厚比应根据部分加劲板件的宽厚比按表 3-7 采用。

卷边的最小高厚比表 3-7

注: a 为卷边的高度; b 为带卷边板件的宽度; t 为板厚。

5)当受压板件的宽厚比大于式(3-39)~式(3-41)规定的有效宽厚比时,受压板件的有效截面应自截面的受压部分按图3-7中所示位置扣除其超出部分来确定(即图3-7中带斜线部分),截面的受拉部分全部有效。

图 3-7 中的 b e1 b e2 按下列规定计算:

对于加劲板件

ψ ≥0时,

ψ <0时,

对于部分加劲板件和非加劲板件

式中 b e 按式(3-39)~式(3-41)确定。

6)圆管截面构件的外径与壁厚之比,当采用Q235 钢时不宜大于 100 ;采用 Q 345 钢时不宜大于 68 ,此时在计算中可取其截面全部有效。

图 3-7 受压板件的有效截面图

( a)加劲板件;( b)部分加劲板件;( c)非加劲板件

6.变形验算

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,对无积灰的瓦楞铁和石棉瓦屋面,其容许挠度值[ v ] = l /150 ;对有积灰的瓦楞铁和石棉瓦屋面、压型钢板、发泡水泥复合板、钢丝网水泥瓦和其他水泥制品瓦材屋面,其容许挠度值[ v ] = l /200, l 为檩条的跨度。

对两端简支檩条的挠度可按下式计算:

式中 p ky ——沿 y 轴线荷载的标准值;

I x ——对主轴 x 的毛截面惯性矩。

对Z形钢垂直屋面方向的挠度 v y1

式中 α ——为屋面坡角;

I x1 ——对平行于屋面轴 x 1 的毛截面惯性矩;

p k q k ——相对于檩条 x 轴线荷载的标准值;

v ]——檩条的容许(竖向)挠度限值,支撑钢窗窗扇檩条的竖向挠度值不应超过 12mm。

7.其他规定

(1)当檩条采用板材焊成组合截面时,板材宽厚比应满足梁局部稳定的要求,其中受压翼缘板外伸宽厚比不宜超过 ,当超过此值(但不超过 时强度计算公式中 γ x = 1.0 。

(2)当檩条兼作支撑(刚性系杆)时,其长细比不超过200,计算长细比时檩间拉条可视为截面弱轴方向的支撑点。

(3)薄壁型钢受弯构件支座处的腹板,应按压杆及 验算其平面外稳定性,此压杆宽度与檩条端支撑长度 l ox 取梁截面的高度。

二、空腹式檩条

1.形式及特点

空腹式檩条由角钢的上、下弦和缀板焊接组成,如图 3-8 所示,其主要特点是用钢量较少,能合理利用小角钢和薄钢板,因缀板间距较密,拼装和焊接工作量较大。

图 3-8 空腹式檩条

2.内力分析

空腹式檩条计算简图,如图 3-9 所示。

弦杆的轴心力 N

沿缀板高度方向的最大弯矩:

式中 q y0 q x0 ——均布荷载 q 分解的两个荷载分量(图3-9);

——沿跨长全截面的弯矩,按简支梁求得;

M 0 ——沿缀板高度方向的最大弯矩;

M x0 ——上弦杆由均布荷载 q y0 引起缀板处的弯矩;

N ——上、下弦杆的轴心力;

——在 q y0 作用下沿跨长全截面内的剪力;

a ——缀板中距。

图 3-9 空腹式檩条计算简图

q x0 —均布荷载 q 分解的两个荷载分量; b —缀板净距

上弦杆与缀板连接处的弯矩 M b

式中 M b ——上弦杆与缀板连接处的弯矩;

沿缀板宽度方向的剪力:

式中 V ——上弦杆与缀板连接处的剪力;

上弦杆由均布荷载 q y0 引起缀板处的弯矩:

上弦杆的换算截面主轴弯矩 M x M y

式中 M x M y ——分别为垂直于 x 轴和 y 轴的上弦杆弯矩,上弦杆为单角钢的双向偏心受压构件,在验算其截面强度时将求得的弯矩 M x0 M y0 换算成的截面主轴弯矩;

M y0 ——在 q x0 作用下,考虑拉条作为侧向支承点,按多跨连续梁计算的弯矩。

3.强度计算

焊缝强度:

式中 l w ——焊缝计算长度,取缀板宽度减 10mm ;

t ——缀板厚度;

β f ——正面角焊缝强度增大系数,取1.22;

——角焊缝的强度设计值。

4.稳定计算

屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转作用的空腹式檩条:

式中 A ——上弦杆的截面面积;

φ x ——上弦杆截面对 x 轴的轴心受压稳定系数,计算长度取缀板中距。

三、桁架式檩条

1.形式及特点

当跨度及荷载较大采用实腹式檩条不经济时,可采用桁架式檩条。桁架式檩条的跨度通常为 6~12m,一般采用平面桁架式和空间桁架式。

(1)平面桁架式檩条。平面桁架式檩条可分为两类:一类由角钢和圆钢制成;另一类由冷弯薄壁型钢制成。

1)角钢、圆钢平面桁架式檩条(图3-10)。这种檩条构造简单,取材方便,受力明确,但侧向刚度较差,需要与屋面材料、支撑等组成稳定的空间结构。适用于屋面荷载或檩距相对较小的屋面。

图 3-10 角钢和圆钢

2)冷弯薄壁型钢平面桁架式檩条。冷弯薄壁型钢平面桁架式檩条分为两类。

①檩条的全部杆件为冷弯薄壁型钢,如图 3-11 所示,它适用于大檩距的屋面,用钢量省,受力明确,平面内外的刚度均较大。

图 3-11 冷弯薄壁型钢平面桁架式檩条(一)

②檩条的主要部分上弦杆和端竖压杆采用冷弯薄壁型钢,其余杆件采用圆钢,如图 3-12所示。为增强檩条的稳定性,其端部受压腹杆最好采用方管。这种檩条多用于 1.5m檩距的屋面。这种檩条与上一种平面桁架式檩条相比,受力性能基本相同,但取材和制造更为方便。

(2)空间桁架式檩条。檩条的横截面呈三角形,由①、②、③三个平面桁架组成一个完整的空间桁架体系,故称空间桁架式,如图 3-13 所示这种檩条的特点是结构合理,受力明确,整体刚度大,不需设置拉条,安装方便;但制造较费工,用钢量较大。它适用于跨度、荷载和檩距均较大的情况。

图 3-12 冷弯薄壁型钢平面桁架式檩条(二)

图 3-13 空间桁架式檩条

桁架式檩条的上弦杆节间长度 a ,可根据上弦的弯矩值由计算确定(图 3-14)。一般可取上、下弦杆节间长度为 400~800mm。

腹杆根据制造条件和受力大小,采用连续弯折的整根蛇形圆钢或分段弯折的V形、W形圆钢。斜腹杆与弦杆的夹角 α 为 40°~60° 。当荷载较大时,腹杆可采用角钢。

图 3-14 桁架式檩条的弦杆节间长度和腹杆

2.内力计算

(1)平面桁架式檩条的内力计算。

平面桁架式檩条各杆件的轴心力,按沿杆中心线铰接的平面桁架计算(图3-15):将上弦均布荷载换算成节点荷载。通常只需计算跨中节点上弦、下弦内力及支座斜杆与相邻附近腹杆的内力。同时上弦还须考虑由节间均布荷载引起的局部弯矩,可近似按下列公式计算。

图 3-15 平面桁架式檩条计算简图

1)沿檩条 y - y 平面作用的上弦节间和节点处弯矩:

式中 a ——上弦节间长度。

在檩条 l /3 处各设一道拉条时,

2)沿檩条 x - x 平面作用的上弦节间弯矩 可按拉条作为侧向支撑点的多跨连续梁计算。

在檩条 l /2 处设一道拉条时,

(2)空间桁架式檩条的内力计算。

1)按空间桁架式檩条计算,将空间桁架及荷载分解成高度等于 h 1 h 2 的两榀平面桁架分别进行计算,两榀平面桁架荷载的 值按下式计算,檩条计算简图如图 3-16所示。

檩条下弦杆的内力则为两个平面桁架算得下弦杆内力之和。

2)按简化的高度为 h 的等效平面桁架计算,当求出平面桁架在荷载 q 作用的内力后,再将上弦杆和腹杆内力平均分配给高度 h 1 h 2 桁架的相应杆件。

图 3-16 空间桁架式檩条计算简图

比较以上两种计算结果,腹杆内力误差约为7%~8%,若假定等效平面桁架计算选择腹杆截面时应留有一定裕度。

同时中上弦杆单肢角钢的局部弯矩可近似按下式计算:

上弦强度稳定计算

强度:

稳定性:

当验算空间桁架式檩条上弦杆、单角钢的强度和稳定性时,一般仅需验算高度 h 2 桁架的上弦单角钢。

四、檩条的构造和布置

1.檩条的构造要求

(1)拉条通常用圆钢作成,其直径由强度计算确定:在普通钢结构屋盖中,直径不小于12mm(一般采用16mm);在轻型钢结构屋盖中,直径不小于8mm。撑杆和桁架式斜拉条的腹杆一般采用小角钢,按长细比 λ ≤200 选择截面。

(2)符合下列情况之一时,可不计算檩条的整体稳定性:

1)设置檩间拉条时。

2)屋面坡度≤1/7 时。

3)屋面刚度较大且与檩条用焊缝或螺栓连牢时。

(3)压型钢板和压型铝合金板屋面的檩条间距常为3~6m,应将檩条放置于屋架节点上。但对石棉瓦、瓦楞铁屋面,其檩条间距往往很小(中波石棉瓦屋面的檩距约为0.8m),不可能将檩条全放在屋架节点上。但作为上弦支撑系杆的檩条,应使其位置在屋架上弦节点上或在节点附近。

(4)实腹式檩条的截面形式,如图3-4所示。当檩条跨度≥12m时,宜用H型钢或三块板焊接的工字形钢截面;当跨度等于6m时,通常采用槽钢,有时也采用普通工字钢,双角钢组成的槽形或Z形截面;当跨度≤4m时,可采用单角钢。

实腹式檩条通常将其腹板垂直于屋面坡面。对槽形、Z形和角钢檩条,宜将上翼缘肢尖朝向屋脊方向。

(5)当檩条采用板件焊成的组合截面时,板件的宽度比应满足梁的局部稳定性要求,其中受压翼缘板外伸宽度与厚度之比不宜超过

当檩条兼作支撑的刚性系杆与横向平面支撑的横压杆时,应使其长细比不超过200。计算长细比时,檩间拉条可视为对截面弱轴的支撑。

(6)檩条的支座处应有足够的侧向约束,一般用两个螺栓连于预先焊在屋架(或天窗架)上弦的短角钢上。普通轧制工字钢檩条,宜在连接处将下翼缘切去一半,以便与短角钢相连。翼缘宽度较大的H型钢或焊接工字形截面檩条,可直接连于屋架(或天窗架)上弦上。

支撑短角钢的垂直肢高度不宜小于檩条截面高度的3/4。单角钢檩条的支撑短角钢可用与檩条相同的截面。

(7)轻钢桁架式檩条的跨度通常为6~12m,一般采用的形式有平面桁架式和空间桁架式两种。

平面桁架式檩条,构造较简单,但平面外刚度较差,需要与屋面材料、支撑等组成空间稳定的结构,或者设置拉条。

空间桁架式檩条的横截面为底边在屋面坡向的不等边三角形,其底边的中点和下面顶点在同一竖直线上,三个边均设置斜腹杆。

桁架式檩条的斜腹杆倾角一般为40°~60° ,上、下弦杆间长度为400~800mm,截面高度与跨度之比一般为1/16~1/20。空间桁架式檩条截面的宽高比宜为1/1.5~1/2。满足上述高跨比的桁架式檩条,不必计算其挠度。

轻钢桁架式檩条的上弦杆通常采用小角钢,下弦杆可用圆钢或小角钢,腹杆通常用圆钢弯成V形、W形或连续弯折的蛇形。

(8)轻钢平面桁架式檩条上弦杆按压弯杆件,下弦杆按轴心拉杆,斜腹杆按轴心压杆选择截面。由于轻钢桁架在节点处难免有小量偏心,选择截面时宜留有一定的余量。

2.檩条布置

(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。当采用内天沟时,边檩应尽量靠近天沟。

(2)实腹式檩条的截面均宜垂直于屋面坡面。对槽钢和Z形钢檩条,宜将上翼缘肢尖(或卷边)朝向屋脊方向,以减小屋面荷载偏心而引起的扭矩。

(3)桁架式檩条的上弦杆宜垂直于屋架上弦杆,而腹杆和下弦杆宜垂直于地面。

(4)脊檩方案。实腹式檩条应采用双檩方案,屋脊檩条应在跨度 1/3 处用槽钢、角钢或圆钢相互拉结,如图 3-17 所示。桁架式檩条在屋脊处采用单檩方案时,虽用钢量较省,但檩条型号增多,构造复杂,故一般采用双檩为宜。

图 3-17 脊檩方案(双檩)

(5)当檩条下面吊底板(压型板)时,其距离应为略大于压型板的波峰的高度。

(6)放置于钢梁上的钢天沟的高度,要与檩条的上面的高度一致,以保证屋面板铺设的平整,顺直。

(7)当檩条直接搁置在钢梁上时,如果檩条是C形钢,就需要用檩托板,这时可用短角钢作檩托,短角钢与钢梁三面围焊,贴近檩托的一侧不焊,或用一块钢板做檩托,单面角焊缝,背面加一肋板。如果采用高频焊接H型钢檩条,则可以直接坐在梁上,不必再设檩托。

3.檩条连接

(1)檩条与屋面连接。压型钢板。瓦楞铁和石棉瓦应与檩条可靠连接,以保证屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转的作用,这对一般不需验算整体稳定性的实腹式檩条尤为重要。

檩条与压型钢板屋面的连接,宜采用带橡胶垫圈的自攻螺丝。

(2)檩条与屋架连接。

1)实腹式檩条与屋架的连接处可设置角钢檩托,以防止檩条在支座处的扭转变形和倾覆。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。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。螺栓直径根据檩条的截面大小,取M12~ M 16 ,如图 3-18(a)所示。

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 3-18(b)所示。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3-19(a)所示;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3-19( b)所示。

图 3-18 实腹式檩条端部连接

(a)沿檩条长度方向设置;(b)用钢板直接焊于屋架上弦作为檩托

图 3-19 轻型H型钢檩条端部连接

( a)截面高度 h < 200mm时;( b)截面高度 h ≥ 200mm时

实腹式檩条与屋架的连接处也可采用搭接,此时檩条按连续构件设计。带斜卷边的Z形檩条可采用叠置搭接(图 3-20),卷边C形檩条可采用不同型号的卷边C形钢套置搭接(图 3-21)。搭接长度 2 a 及其连接螺栓直径,应根据连续梁中间支座处的弯矩确定。在同一工程中宜尽量减少搭接长度的类型。

图 3-20 斜卷边Z形檩条的搭接

图 3-21 卷边C形檩条的搭接

2)桁架式檩条一般用螺栓直接与屋架上弦连接,如图 3-22 所示。

图 3-22 桁架式檩条端部连接

为了减小屋架上弦平面外的计算长度,并增强其平面外的稳定性,可将檩条与屋架上弦横向水平支撑在交叉点处相连,使檩条兼作支撑的竖压杆,参加支撑工作,如图 3-23所示;此时檩条的长细比不得大于 200(拉条和撑杆可作为侧向支撑点),并应按压弯构件验算其强度和稳定性。

檩条与屋架上弦横向水平支撑的连接,如图3-24所示。

图 3-23 檩条与屋架上弦横向水平支撑的布置(一)

4.拉条和撑杆

(1)拉条的设置。檩条的拉条设置与否主要和檩条的侧向刚度有关,对于侧向刚度较大的轻型H型钢和空间桁架式檩条有时不设拉条。对于侧向刚度较差的实腹式和平面桁架式檩条,为了减小檩条在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,作为其侧向支撑点。当檩条跨度≤4m时,可按计算要求确定是否需要设置拉条;当屋面坡度 i >1/10 或檩条跨度>4m时,应在檩条跨中受压翼缘设置一道拉条;当跨度>6m时,宜在檩条跨度三分点处各设一道拉条。在檐口处还应设置斜拉条和撑杆。圆钢拉条的直径不宜小于 10mm,可根据荷载和檩距大小取 10mm或 12mm。

图 3-24 檩条与屋架上弦横向水平支撑的连接(二)

圆钢拉条可设在距檩条上翼缘 1/3 腹板高度的范围内。当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时,拉条宜在檩条上下翼缘附近适当布置。当采用扣合式屋面板时,拉条的设置应根据檩条的稳定计算确定。

当屋面材料为压型钢板,屋面刚度较大且与檩条有可靠连接时,可少设或不设檩间拉条。如果檩条跨度不大,且小于 4m ,且屋面刚度相对较大,荷载又较少,屋面坡度小于 1/10时,可以考虑不设拉条。否则,当以上条件不同时满足时,就应该要考虑檩条在施工和使用中,向上和向下荷载作用下的稳定问题。设置拉条往往可以得到合理经济的效果。

(2)撑杆的设置。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。撑杆的长细比按压杆要求 λ ≤200 ,可采用钢管、方管或角钢做成。目前也有采用钢管内设拉条的做法,它的构造简单。撑杆处应同时设置斜拉条。拉条和撑杆的截面应按计算确定,其布置如图3-25所示。

图 3-25 拉条和撑杆布置图

( a)当 4m< l ≤ 6m时;( b)当 l > 6m时

(3)拉条和撑杆的连接。拉条和撑杆与檩条的连接如图 3-26( a)、( b)所示。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。如条件许可,斜拉条可不弯折,而采用斜垫板或角钢连接。

斜拉条与屋架的连接,可在屋架上焊一短角钢与斜拉条用螺帽连接,如图 3-27 所示。当屋面坡度较小时,也可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3-27、图 3-28 所示)。

图 3-26 檩条与拉条连接

( a)拉条与檩条的连接;( b)撑杆与檩条的连接

图 3-27 拉条直接与屋架连接

图 3-28 拉条间接与屋架连接 Y/xraB+f9zqDxnBMkkZqzFt4qNUa732bS2xKwdQHpZMmEugG5BXTXACUTxcgZXMA

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