轻钢结构中的檩条设计
试析轻钢结构厂房的檩条设计
试析轻钢结构厂房的檩条设计一、选型檩条和墙梁主要选用Z型或C型冷弯薄壁型钢，一般情况下除兼作窗框门框因建筑需要采用C型墙梁外，其余情况宜优先考虑采用Z型构件，将此两种型式构件作比较可得出如下结论：C型构件的剪心与形心有偏心，而Z型构件的剪心与形心重合因此在重力荷载作用下Z型构件的倾覆力矩要大于C型构件；这两种规格檁条在用钢量一样的情况下，绕平行于屋面的轴，Z型檩条截面特性略大于C型檁条；绕垂直于屋面的轴，在不利一侧Z型檩條截面特性也略大于C型檁条。
而檩条是按平行于屋面和垂直于屋面进行验算，因而Z型檩条受力性能稍好一些。
二、侧向支撑的设置1屋面板的支撑作用可以将屋面视为一大构件，承受平行于屋面方向的荷载（如风、地震作用等），称之为屋面的蒙皮效应。
考虑蒙皮效应的屋面板必须具有合适的板型，厚度及连接性能，主要是一些用自攻螺丝连接的屋面板，可以作为檩条的侧向支撑，使檩条的稳定性大大提高。
扣合式或咬合式的屋面板不能对檩条提供很好的侧向支撑。
2拉条布置及做法檩条跨度大于4m时，应在檩条间跨中位置设置拉条。
檩条跨度大于6m时，应在檩条跨度三分点处各设一道拉条。
在屋脊处可利用两边对称重力平衡不设斜拉条。
屋面不对称或有天窗时，在屋脊处或天窗侧应设置斜拉条和撑杆；在檐口应设斜拉条以抵抗风吸力作用下的反向弯矩。
拉条可采用圆钢或冷弯薄壁角型钢、槽型钢。
三、连续檩条设计将檩条设计成Z型嵌套式搭接构成连续梁模式，比简支梁檩条刚度大（挠度小），内力小，可大大节省用钢量。
因此连续檩条适用于屋面荷载较大、跨度较大的情况。
为了便于嵌套搭接设计成上下翼缘不等宽，为使嵌套搭接具有连续梁效果，其搭接区长度不宜小于跨度的10%。
由于嵌套搭接存在有较大间隙，在支座处约有10%的弯矩释放，此释放量将加到在跨中去。
四、钢结构厂房屋面檩条1、简支檩条计算通常选用C型檩条，开口朝向屋脊方向。
如屋面为单层或双层彩钢板夹玻璃丝棉的维护材料，恒荷载通常取0.15～0.2KN/㎡。
钢结构设计檩条设计
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 通常按压杆的刚度要求选择截面: 成，
[λ]≤200
拉条的计算
拉条 斜拉条
拉条 斜拉条
qx
θ
θ
qx
θ
θ
跨中设一道拉条 L≤6米
跨中设二道拉条 L>6米
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
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：
Mx My f Wenx Weny
ห้องสมุดไป่ตู้Mx 、 My
——对截面x轴和y轴的弯距；
Wenx、Weny ——对两个形心主轴的有效净截面模量
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：
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
截面 形式 格构式
H型钢
冷弯薄壁型钢
下撑式
平面桁架式
空腹式
实腹式檁条的截面形式
热轧型钢
i>1/3 α≈θ
θ
X
檁条近似为沿x 主轴方向单向受 弯。
X X1
α
θ为Z 型檁条两个主轴的夹角；α为屋面坡度。
当跨中设置一道拉条时檁条的计算简图及内力
qy
简支梁的跨中弯矩对X轴:
钢结构基础5.4 钢檩条设计
2、强度计算
My Mx f xWnx y Wny
My Mx f bW x y W y
3、稳定性计算
4、刚度计算
y
5q ky l 4 384EI x
• 钢结构基础
2、檩条与屋架的连接 檩条端部与屋架的连接应能阻止檩条端部截面的扭转， 以增强其整体稳定性。 实腹式和空腹式檩条与屋架的连接宜用檩托，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， 见图5.16（a）。当檩条高度较小（小于120㎜），排列两 个螺栓有困难时，也可改为沿檩条长度方向设置，见图 5.16(b)。螺栓直径根据檩条的截面大小，可取M12 ～M16。
(a) (b) (c条的拉条和撑杆 （1） 拉条和撑杆的设置 设置、作用
(a) (b) 图 5.18 拉条和撑杆的布置图
• 钢结构基础
（2）拉条和撑杆与檩条的连接
（3）斜拉条与屋架的连接
• 钢结构基础 5.4.3檩条的计算 实腹式檩条的内力分析、强度、稳定性及刚度计算。 在屋面荷载作用下，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。其步骤为： 1 内力计算 （1） 荷载取值 永久荷载主要考虑屋面材料重量（包括防水层、保温层、 隔热层等）、檩条自重等。 可变荷载有屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、检修集 中荷载和风荷载等，其值可按《建筑结构荷载规范》或当 地资料取用。
（a） (b) 图 5.16 实腹式檩条端部连接
• 钢结构基础
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，见图5.17（a）。 轻型H型钢檩条，当截面高度h≤200㎜时，可直接用 螺栓与屋架连接，见图5.17(b)；当截面高度h>200㎜时， 需将下翼缘切去半肢设檩托与屋架连接，见图5.17(c)。
浅谈轻钢结构厂房的屋面连续檩条设计
浅谈轻钢结构厂房的屋面连续檩条设计【摘要】斜卷边Z型钢连续檩条内力分布较均匀，刚度大，能节省用钢梁，对于屋面面积较大的厂房其优势更为突出。
本文分析了Z型钢连续檩条的计算方法和构造措施，并通过实例说明了连续檩条在用钢量上的相对优势。
【关键词】斜卷边Z型钢；连续檩条；用钢量当前，在轻钢结构厂房的屋面檩条设计中，大量采用的是冷弯薄壁斜卷边Z型钢连续檩条。
这种搭接而成的连续檩条内力分布均匀，刚度大，能节省用钢量，同时在制作、运输、安装等诸方面都很便利，但是连续檩条的内力计算比简至檩条要为复杂，国内的钢结构设计规范及规程尚无针对连续檩条的计算公式。
1：连续檩条的受力分析一般认为，对于Z型连续檩条的内力计算，可按如下简单通用的模式考虑：按等截面连续梁计算，考虑活荷载的不利布置。
具体计算时，可按50%的活荷载均匀布置得到一个效应值S1，再用50%的活荷载按最不利隔跨布置得到一个效应S2，两者相加即为最不利活荷载所产生的效应S。
根据浙江大学杭萧钢结构研究中心的《冷弯斜卷边Z型钢连续檩条的抗弯性能实验及设计方法研究》报告：由于支座处存在着裂缝及连接孔，故在支座搭接区有一定程度的松动，导致部分弯矩释放，这样支座处的弯矩小于等截面连续梁的支座弯矩，跨中弯矩大于等截面连续梁的跨中弯矩，檩条的扰度也大于等截面连续梁的扰度。
所以实际工程中需考虑因搭接嵌套松动所产生的弯矩释放10%。
2：连续檩条的搭接目前，国内各单位设计连续檩条的搭接长度通常统一取为跨度的10%，这个搭接长度完全能够满足构成连续檩条的基本条件。
实际工程中，多数设计人员不考虑支座处的双檩条强度，这样计算的结果不够经济。
个人认为支座处搭接区的刚度和抗弯模量应按双檩条的代数和考虑，第一跨檩条的厚度取为大于其余各跨厚度，这样既经济又安全。
3：工程实例某轻钢结构厂房，柱距9m，厂房总长9×12=108m，屋面材料为压型钢板，屋面坡度为，檩条间距1.5m，每个柱距间设两道拉条，檩条的净截面系数为0.9，钢材均为Q235B钢。
轻型钢结构厂房中檩条的设计与构造
槽钢或 Ｚ 型钢翼缘肢尖（或卷 边）应朝向屋 脊方向， 以减小屋面荷载偏心引起的扭矩。
４）对于侧向钢度较差的檩条， 需在檩间设置拉 条， 作为侧向支撑点。当檩条跨度 ４ｍ＜Ｌ≤６ｍ，且屋 面坡度稍大时， 对荷载或檩距较小的檩条可设置一 道拉条； 对荷载或檩距较大的檩条可设置二道拉 条。拉条一般采用直径为 φ８ｍｍ￣１２ ｍｍ 的圆钢。压 型钢板屋面与檩条有可靠连接， 并有措施可以保证 安装过程中檩条的侧向稳定性时， 也可不设拉条。
３．结束语
（上接 ６１ 页） ②当檩条兼做支承（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 面弱轴的支撑点．
③ 薄壁型钢受弯构件支座处的腹板，应按压杆 验算平面外稳定性，此时压杆宽度与檩条端支撑长 度 Ｌ０Ｘ 取梁截面的高度．
４ 檩条的连接
１）檩条与屋面 板材应牢固 连接，如压型 钢板与 冷弯型钢檩条宜采用自攻螺栓连接，以保证屋面能 可靠的阻止檩条侧向失稳并起到蒙皮效应．当达到 上述要求时，实腹式檩条一般可不验算整体稳定性．
２）檩条的端部 与屋架的连 接宜采用檩 托，已防 止檩条在支座处扭转变形和倾覆，与檩托用两个螺
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檩条参数设计
-------------------------------| 连续檩条设计|| || 构件：CLT1 || 日期：2010/12/21 || 时间：09:05:18 |------------------------------------ 设计信息-----钢材：Q235檩条间距(m)：1.500连续檩条跨数：5 跨及以上边跨跨度(m)：6.000中间跨跨度(m)：6.000设置拉条数：1【一般设置2道】拉条作用：约束上翼缘【约束位置取在何处？当采取门规附录F时，“约束下翼缘”无效，计算长度取全长。
】屋面倾角(度)：5.711【可以根据建筑图自己去计算】屋面材料：压型钢板屋面(无吊顶)【铝板怎么选取？按铝的重度乘以铝板的厚度，一般铝板厚度很薄才几毫米。
】验算规范：《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)风吸力作用下翼缘受压稳定验算方法：按附录E验算解析：方法一（按门规CECS102:2002计算[风吸力作用按附录E计算]）适用于仅在靠近檩条的上翼缘侧（或墙梁的外翼缘侧）单侧设置拉条情况；方法二（按冷弯薄壁型钢规范GB50018-2002计算）方法三（按门规CECS102:2002计算[风吸力作用按式（6.3.7-2）计算]）方法二、三：拉条设置在靠近檩条的下翼缘侧（或墙梁的内翼缘侧），或者两侧均设置拉条，方法二与方法三之间的差别主要在薄钢规范与门规在挠度的控制限制不一样。
屋面板惯性矩(mm4)：200000.000【如何取截面计算？】屋面板跨数：双跨或多跨容许挠度限值[υ]: l/150边跨挠度限值: 40.000 (mm)中跨挠度限值: 40.000 (mm)屋面板能否阻止檩条上翼缘受压侧向失稳：能【应该是看屋面材料的吧？比如压型钢板的刚度大可以阻止，而铝板能阻止侧向失稳吗？】是否采用构造保证檩条风吸力下翼缘受压侧向失稳：不采用【什么情况下采用？】计算檩条截面自重作用：计算活荷作用方式: 考虑最不利布置【对于连续跨才有不利布置，单跨是不存在的】强度计算净截面系数：1.000【如何取值？依据？】建议保留该值搭接双檩刚度折减系数：0.500【如何取值？依据？】建议保留该值支座负弯矩调幅系数：0.900【同混凝土结构0.8~0.9吗？】有关资料建议可以考虑释放支座弯矩的10%即调幅系数为0.9。
轻型房屋屋面檩条设计
轻型房屋屋面檩条设计摘要：轻型房盖系统，檩条设计是最基本也是最重要的环节，本文对檩条设计涉及的各方面进行了全面、细致阐述，旨对设计人员在檩条设计方面有所帮助。
关键词：门式刚架；檩条；拉条；荷载引言门式刚架轻型房屋，因其自重轻、跨度大、造价低、施工快捷等优点被广泛运用于工业厂房、仓库等大跨度大空间建筑，与之配套的屋面系统一般为彩钢板轻型钢屋面，屋面承重构件为檩条。
檩条主要承受屋面荷载并同时传导荷载至刚架梁。
檩条设计应合理，应正确选用截面尺寸、壁厚、材质、受力模型、荷载等。
一、檩条设计依据轻型房盖房屋的相关现行规范、规程主要有《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（GB 51022-2015）（以下简称《门规》）、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）（以下简称《荷规》）、《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018-2002）、《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）（2018版）等，设计人员应对这些主要规范的涉及檩条相关各项条款进行解读并掌握。
二、檩条设计原则及计算限值檩条作为门式刚架轻型房屋的次要构件，其设计使用年限与主体结构一致。
一般常规建筑物设计使用年限为50年，也可根据使用需要按规范要求另行确定。
檩条的受拉强度应按净截面计算，受压强度应按有效净截面计算，稳定性应按有效截面计算，变形和各种稳定系数均可按毛截面计算。
檩条竖向挠度与跨度（L）比限值：对仅支承压型钢板屋面的为L/150，对有吊顶的为L/240。
三、檩条截面选取门式刚架轻型房屋纵向经济柱网间距一般为6m~9m，檩条的跨度即柱的纵向柱距，檩条的经济跨度一般为5m~8m。
常规彩钢板屋面的檩条可设计成单跨简支构件，多选用实腹式直卷边C形冷弯薄壁型钢、斜卷边Z形冷弯薄壁型钢；当荷载重、跨度大、挠度变形限制严格等时，可采用高频焊接H型钢或桁架形式，也可设计成多跨连续构件。
轻型钢结构厂房中檩条的设计与构造
建筑
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型铜 掏厂 房 中橡 台的 役 计 构造
王静 娟 陆海 鸥 陈 占峰 洛 玻技术 中 Ｉ （ ７０ ］ Ｉ ４ ］０ ） ） ， Ｘ 目前 ． 由于 轻型 钢 结构 较混 凝 土 结构 具 有 施 工 周 期短 、 度快 、 速 见效 快 等优 点 ， 型钢 结构 越 来 越 轻
采 用冷 弯薄 壁 型钢时 ｒ １ ＝． ＝ｒ ０
２型 钢 檩 条 的 整 体 稳 定性 ， １ 以下 列 方 法 予 以保
证：
１常 用 截 面 形 式
实 腹式 檩 条 的 常 用 截 面 形 式 有 以下 几 种 ： 冷
ａ檩 条 与 屋 面 围护 材 料 有 可靠 的连 接 ， 助屋 ， 借
面材 料提 供侧 向的支 撑作 用 ： ｂ合理 的设 置檩 间 拉条 ： ．
ｃ檩 条 端 部 支 撑 处 的连 结 构 造 ． 能 阻 值 截 面 ． 应 的扭 转 ｆ 每边 连接 螺 栓不 少 于 ２个 ． 如 及檩 托 高度 不
用钢 量 较 大 ， 更适 用 于 重 型 屋 面 、 悬 挂 设 备 屋 面 ， 有
多 地被 广泛 应用 于各 种工 业 及 民用建 筑 中 。 檩条 是
ｑ ＝ｑｓ ｅ ｙ ｍ ｔ
仅为屋 面 坡度 ． 从而 可 根 据檩 条 在 两个 方 向 的 支 撑条 件计 算得 到最 大 的 Ｍｘ。 ． Ｍｖ ３２强度 及稳 定性 计算 ． ｌ 强 度计算 、
＋ ≤ｆ
轻 型 钢 结 构 中有檩 屋 盖体 系 和墙 架 结 构 中 的主 要 构 件 ． 用面 较 广泛 ． 钢量 大 ， 能合 理 的 对檩 条 应 用 若
３荷载 组合 ： ① 对于檩 条 间距 小于 ｌ 的檩 条 ， ｍ 当雪 荷载 （ 活