大柱距钢结构厂房屋面檩条优化设计
21-22版式MTS檩条设计与自动优化功能
21Building Structure专业软件讲座We learn we goMTS 檩条设计与自动优化设计功能朱璟明 宫海（上海蓝科钢结构技术开发有限公司 200092）[摘要] MTS 提供了5种檩条的设计功能，采用MTS 的檩条设计与自动优化功能，一方面通过更全面的参数设置提高设计精确度，另一方面使用自动优化功能大幅提高设计效率，成为设计人员在檩条设计中的理想工具和贴心助手。
[关键词] 简支檩条 连续檩条 自动优化 边缘区宽度z 桁架屋檩作为牵涉规范最多、设计最复杂的次构件，檩条直接影响到厂房结构的整体稳定性。
从理论上讲，因为厂房每榀刚架是独立的平面结构，其斜梁平面外的支承完全依赖添加了隅撑的檩条，而檩条一旦失稳，斜梁的平面外计算长度将大大增加，直接导致斜梁的失稳，从而破坏整个厂房结构的稳定性。
在这两年因为大雪或大风造成的厂房坍塌多半与檩条的失稳有关。
为解决檩条设计中的实际安全性问题，作为资深的钢结构设计软件开发企业，上海蓝科一直致力于MTS 钢结构辅助设计软件对檩条设计广度与深度的挖掘，这篇文章也将从软件功能层面帮助设计人员从根本上解决檩条设计中遇到的各种问题。
MTS 为设计人员提供了简支屋檩、简支墙檩、连续屋檩、连续墙檩和桁架屋檩五种檩条的设计功能，其截面形式涵盖了C 型钢、Z 型钢、H 型钢、箱形、双槽箱形以及从C 型钢拓展而来专用于门窗部位的G 型钢。
以具有代表性的简支屋檩为例，MTS 可用于设计普通简支、左悬挑、右悬挑和两端悬挑四种不同样式的简支屋檩，可满足中间跨和左、右边跨的檩条设计要求。
作为从C 型钢演变而来的G 型截面，将逐步取代C 型钢在门窗位置的应用，而MTS 也已将其收入，给设计人员带来了可靠的理论依据。
对于柱距大于6m 小于12m 的情况，连续檩条将是最为合理的选择，用钢量低于简支檩条，而加工和运输也远非桁架檩条可比。
在这个檩跨范围内，Z 型连续檩条有大量的标准截面可选，其最大的难点在于设计的精确性和优化的复杂性。
钢结构梁柱节点设计优化方案
钢结构梁柱节点设计优化方案引言：钢结构在现代建筑领域中得到了广泛运用，其优势在于高强度、轻量化和施工速度快等方面。
然而，梁柱节点作为钢结构的重要组成部分，其设计对结构的稳定性和抗震性能具有至关重要的影响。
本文将探讨钢结构梁柱节点设计的优化方案，从减小节点刚度、提高节点刚度以及增强节点抗震性能等角度进行讨论。
1. 减小节点刚度节点刚度较大往往会导致节点承受较大的弯矩和剪力，增加节点构件的厚度和重量，从而影响结构的整体性能。
为了减小节点刚度，可以采用以下优化方案：- 使用薄板梁柱构件：采用薄板梁柱构件替代厚板构件，可以减小节点的刚度并降低节点的重量。
- 采用高强度钢材：使用高强度钢材可以在达到相同强度要求的前提下减小梁柱的截面尺寸，从而减小节点的刚度。
- 采用灵活的连接方式：选择适当的连接形式，如销钉连接或焊接连接，可以降低节点的刚度。
2. 提高节点刚度在某些情况下，为了保证结构的安全性和稳定性，需要提高节点的刚度。
以下是一些提高节点刚度的优化方案：- 加大梁柱截面尺寸：增加梁柱截面的尺寸可以提高节点的刚度。
但是，需要将节点的刚度和整体结构的刚度进行合理的匹配，以避免刚度不均衡导致的结构性能问题。
- 增加连接构件的数量：在节点处增加连接构件的数量，如剪力板、角钢等，可以提高节点的刚度。
但是，同样需要考虑节点的刚度与整体结构刚度之间的匹配。
3. 增强节点抗震性能节点在地震等外部荷载作用下容易发生破坏，因此需要增强节点的抗震性能。
以下是一些增强节点抗震性能的优化方案：- 采用预应力技术：在节点处采用预应力技术可以提高节点的抗震能力。
通过引入预应力力矩，可以减小节点的应力集中，并提高节点的延性。
- 使用加强板：在节点处使用加强板，可以增加节点的刚度和稳定性。
加强板可以承担部分载荷，并分散节点的应力集中。
- 优化焊接工艺：合理选择焊接工艺，采用先进的焊接材料和工艺参数，可以提高焊缝的质量和强度，从而增强节点的抗震性能。
钢结构基础5.4 钢檩条设计
2、强度计算
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3、稳定性计算
4、刚度计算
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• 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)。
钢结构设计优化
钢结构设计优化钢结构设计在建筑工程中扮演着重要的角色，其优化设计可以有效提高结构的安全性、经济性和美观性。
本文将探讨钢结构设计的优化方法，以及在实际工程中如何有效地实施这些方法，从而达到最佳的设计效果。
1. 结构优化设计原则钢结构设计的优化首先要遵循一些基本原则，包括承载力充分、材料利用率高、施工方便等。
在设计过程中，要结合建筑类型、荷载特点及使用功能等因素，合理确定结构体系、截面尺寸等参数，以满足结构的强度和刚度要求，并在经济允许范围内尽量减小结构自重和减小节点连接数量，降低施工难度。
2. 结构参数优化对于钢结构而言，截面尺寸、横截面形状、材料强度等参数都是影响结构性能的重要因素。
通过合理选择这些参数，可以达到结构的最佳设计效果。
在实际工程中，可以采用有限元分析等先进技术手段，对结构进行详细的受力计算和优化设计，从而优化结构形式、减小结构重量、提高结构整体性能。
3. 节点设计优化节点是结构中承载荷载的重要部位，其设计优化至关重要。
在节点的设计中，要考虑节点的承载性能、连接形式、变形控制等因素，确保节点连接牢固可靠、变形合理有利于整体结构的稳定性。
在节点设计中，还要考虑节点的施工便利性和维修性，确保工程实用性和经济性。
4. 施工过程优化在钢结构施工中，施工过程的优化也是优化设计的重要环节。
合理的施工工艺和流程可以提高工程进度，减少施工成本，保证结构的质量和安全。
因此，在进行钢结构设计时，要考虑到施工过程中的各种因素，优化结构形式和参数，以便于施工实施。
5. 结构维护优化钢结构在使用过程中需要进行定期维护和检修，结构的维护优化也是设计的重要内容。
在结构设计中，要考虑结构的易维护性和耐久性，合理安排设备的排布和便利的维修通道，确保结构的长期稳定性和安全性。
结语钢结构设计的优化是一个复杂而综合的工程，需要设计师在结合工程实际情况的基础上，综合考虑结构的各种因素，采用先进的设计方法和技术手段，不断探索创新，才能实现结构设计的最佳效果。
大空间钢结构桁架檩条系统(巴特勒)
大空间钢结构桁架檩条系统【大中小发布时间：2010-01-04 08:35:29 浏览次数：1500 】摘要:本文详细介绍了桁架檩条作为一种大柱距屋面檩条体系，应用于轻钢结构建筑的设计方法及构造要求。
通过实际案例的分析，对于桁架檩条相对于托架结构体系和高频焊接构件体系进行了经济型的比较，阐明了这种大柱距檩条系统在应用上的独特优势及发展前景。
关键词: 桁架檩条柱距空腹结构连续折弯抗风支撑1. 概述：屋面檩条是轻型钢结构建筑中的主要受力构件之一。
通常情况下，轻钢结构建筑的柱距在6m~9m之间，屋面次结构采用Z型连续搭接檩条或C型简支檩条，这是因为普通的冷弯薄壁檩条的经济跨度在9m 之内。
但是在某些特定的行业中，由于生产活动及运输的需要，如超市、物流中心、汽车制造厂房等，需要建筑物能够提供更加宽阔灵活的空间，柱距可能达到12m以上，甚至18m；还有一些建筑物，由于屋面有较大的悬挂荷载，超出了冷弯薄壁檩条的承载范围。
以往解决问题的做法是，采用实腹式H型钢梁或高频焊H型钢梁代替檩条或采用纵向托架结构系统(LGS)，但这些做法往往会造成结构用钢量大幅增长，以及建筑成本和施工难度的增加。
巴特勒屋面桁架檩条是一种新型的用于大柱距屋面系统的空腹结构，能够弥补冷弯薄壁型钢檩条在大跨度、大荷载方面的缺陷和不足。
美国巴特勒公司开发的Landmark®2000结构体系，正是使用这种桁架檩条结合实腹式门式刚架，以及相关支撑系统所形成的。
该结构体系具有不同一般的低成本优势和极佳的观感，并能提供更大的空间。
另外，桁架檩条在穿越管线和安装吊挂方面也有普通檩条无法比拟的优势。
经过十余年具体的实践活动，该系统已经被市场所接受，在美国已经成为主流的结构体系。
2. 产品特征：与传统的用热轧型钢作为桁架上下弦杆不同，巴特勒屋面桁架檩条采用冷弯薄壁型钢作为弦杆，薄壁焊管作为腹杆，在使桁架的外形更为美观的同时，能合理地利用材料的特性。
重型钢结构厂房结构设计优化分析
重型钢结构厂房结构设计优化分析摘要：随着我国经济增长速度逐步提升，在一定程度上带动了我国冶金行业的发展，进而造成重型钢结构厂房的兴建规模与数量呈现上升态势。
与此同时，为合理设计重型钢结构厂房结构，对其结构进行优化与分析就显得尤为重要。
鉴于此，本文以实际工程项目为例，对重型钢结构厂房结构设计的各个方面进行分析，以供专业人士借鉴与参考。
关键词：重型钢结构厂房；结构设计；结构分析引言：钢结构厂房的广泛应用得益于我国钢结构产业的大力发展，并且重型钢结构厂房应用最为广泛的领域便是冶金行业。
与此同时，钢结构与传统钢筋混凝土结构相比，前者具有建造速度快、劳动强度小、自重轻和良好的抗震性等优点。
此外，随着计算机技术的快速发展，钢结构厂房的设计软件也随之更为先进与人性化。
由此可见，重型钢结构厂房将会在未来具有良好的发展前景。
一、工程概况某重型钢结构厂房总宽41m,总长102m,建筑面积4218m²｡该厂房为高低两连跨,跨度分别为21m和18m,最大高度19.5m,高跨安装1台100t和1台32t双梁桥式起重机,低跨安装1台32t双梁桥式起重机｡该钢结构采用格构柱+变截面H型钢梁,墙面和屋面次结构为冷弯薄壁C型钢;围护结构采用复合保温板,即金属波纹外板+玻璃丝保温棉+金属波纹内板｡建筑剖面如图1所示｡该厂房主结构(柱､梁)用钢量约295t,吊车梁制动结构用钢量约99.8t,次结构用钢量约101.6t,基础锚栓用钢量约9.5t,结构总用钢量为505.9t,平均用钢量(含锚栓)为119.9kg/m²｡图1 建筑剖面图二、结构设计与分析1、结构设计该厂房高跨部分采用双肢格构柱,低跨部分采用H型阶梯柱,梁采用变截面H型钢梁与柱刚接。
重型钢结构厂房的常规做法是采用框排架结构,即屋架采用梯形或三角形钢屋架,钢屋架与钢柱铰接,而本工程则采用轻型门式刚架中的锲形梁单元,这种结构制作简单,安装方便,经济适用｡重型钢结构厂房的设计关键在于结构的稳定性控制,在本工程中,柱间支撑和屋面水平支撑均采用刚性支撑来加强整个结构的稳定性;在主刚架计算中严格控制吊车梁节点处和檐口处的水平位移,使其均在1/1250以内｡首先,钢柱和钢梁全部套用GB50017—2003进行计算,调整柱梁至满足要求;然后,钢柱套用GB50017—2003､钢梁套用CECS102∶2002进行计算,调整柱梁至满足要求｡2、结构分析2.1 结构布置厂房在大吨位吊车工作情况下容易产生较大振幅的振动，鉴于此，在设计重型钢结构厂房过程中应注意厂房整体的稳定性。
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。
钢结构的优化设计方案
钢结构的优化设计随着我国经济的快速增长，钢结构越来越多的被应用在民用及工业建筑中。
与钢筋砼结构相比,钢结构具有轻质高强的特点,其强度重量比指数是钢筋砼结构的5倍以上,可显著降低基础的造价,能显著减轻结构自重25%以上。
由于钢材轻质高强,其梁柱截面尺寸相对较小,可节约使用面积;钢结构工厂化程度高,构件均在工厂加工制作,现场安装,一般比钢筋砼结构施工速度约快1.5倍,可为整个项目的安全投产争取了很多宝贵时间。
同时钢结构柱网尺寸可以比砼结构大,便于使用。
正因为钢结构具有以上的优点,目前钢框架结构才被广泛的应用在主厂房、准车间中。
一、钢框架结构布置1、布置原则:对于平面、竖向不规则的要求与钢筋砼结构相同,抗震设计要符合“强节点弱构件、强柱弱梁、强焊缝弱钢材”的原则,对于框架,使节点的承载力高于构件的承载力,防止节点的破坏先干构件的破坏,是确保构件整体性的必要条件,但节点又不可过强,应允许地震时梁、柱节点域的板件能产生一定量的剪切屈服变形,以提高整个框架的延性,“强柱弱梁”的道理与钢筋砼结构一样,有利于提高框架的防倒塌能力;由于构件焊缝的延性,一般低于被连接构件的钢材延性,因此要求焊缝的承载力应高于被连接钢材板件的承载力,可以使构件的屈服截面避开焊缝而位于钢板件之中,从而提高构件以至整个结构的延性,螺栓连接的延性等抗震性能优于焊缝连接,重要的构件和节点宜采用高强度螺栓连接。
2、柱、梁布置；钢框架柱截面形式常用的有箱形截面、H型截面、十字工形截面等。
箱形截面的受弯载力较强,截面性能没有强、弱轴之分,截面尺寸可以按照两个方面的刚度强度要求而定,经济、合理,缺点是需要拼装焊接,焊接工艺要求高,加工量大；轧制宽翼缘H型钢优点是加工、杆件连接容易,但有强、弱轴之分，当层高较高时，弱轴的长细比就不容易满足；十字形截面钢柱的两侧刚度都较大，能很好的承受柱侧钢梁传来的弯矩。
十字形截面钢柱的两侧刚度一致，长细比容易满足，梁柱节点也制作方便。
大空间工业厂房钢结构设计及优化措施
大空间工业厂房钢结构设计及优化措施作者：夏正新来源：《中国房地产业·中旬》2020年第03期摘要：就工业生产企业而言，工业厂房发挥着不可取代的作用，其性能的优劣直接影响到企业的生产效率。
为此，在建造工业厂房过程中，为了降低给环境产生的不利影响，将工业厂房建筑施工费用降至最低，增加建筑的美观度，一般建设主体会选择以钢结构为施工原材料。
大空间钢结构工业厂房是一种集自重轻、抗震性能强、可供企业进行生产的重要场地，其结构性能会对化工企业的生产活动产生显著影响。
鉴于此，迫切需要优化大空间工业厂房钢结构的设计，本文将重点探讨大空间工业厂房钢结构设计及优化措施。
关键词：钢结构;工业厂房;优化设计大空间工业厂房作为化工企业的关键生产场所，其施工质量与工作人员的人身安全以及工业生产效率息息相关，因此要重视其建筑的结构设计。
进入二十一世纪后，凭借着自身特有的优势，钢结构工程的运用范围愈来愈广，且逐步取代了传统厂房砖混结构的位置。
众所周知，钢结构工业厂房有自重轻、抗震性能突出等特征，对企业各项生产活动的开展具有重大影响，为此有必要深层次研究如何优化大空间工业厂房钢结构的设计。
1 大空间工业厂房钢结构设计的主要问题1.1 精确度不高在钢结构设计中，计算设计结果的可靠程度主要由荷载取值的精准性所决定，然而部分设计人员在设计钢结构中无法有效确保荷载取值的精准性，造成由于墙体布置影响结构整体刚度、支撑物安装位置不科学等，导致结构总体的稳定程度受到不良影响。
1.2 整体布局存在问题在大空间工业厂房钢结构设计过程中，要重视整体的布局，坚持用整体观念着眼于方案的设计。
钢结构厂房是企业布局中的重要构成，是企业进行生产的关键场地之一。
在大空间工业厂房钢结构设计过程中，必须综合考虑企业特征、厂房要求、气候以及面积等诸多因素，促进厂房和企业其他建筑之间能够维持协调。
然而，部分设计人员在设计大空间工业厂房过程中没有站在大局角度进行考虑，导致工业厂房和其他建筑的位置出现矛盾;比如居住区和工业厂房相距太近，厂房形成的有害气体或者噪声，会影响周围居民的工作效率与身体健康等问题。
钢结构工程优化设计方案
钢结构工程优化设计方案首先，在进行钢结构工程优化设计时，需要充分考虑设计的合理性和经济性。
这就需要在设计过程中，通过对结构系统进行分析，选择合适的结构形式，合理配置和利用钢材，降低钢材重量，提高钢材使用效率。
其次，在进行钢结构工程优化设计时，需要充分考虑结构的静动力性能。
这就需要在设计过程中，通过对结构的抗震、抗风性能进行分析，提高结构的整体抗震性能和抗风性能。
另外，在进行钢结构工程优化设计时，需要充分考虑结构的施工可行性。
这就需要在设计过程中，通过对结构的施工过程进行分析，简化结构形式，减少施工工序，提高施工效率，降低施工成本。
在进行钢结构工程优化设计时，还需要充分考虑结构的可维护性和可修复性。
这就需要在设计过程中，通过对结构的维护和修复需求进行分析，选择合适的结构形式和材料，提高结构的可维护性和可修复性。
最后，在进行钢结构工程优化设计时，需要充分考虑结构的环保性和节能性。
这就需要在设计过程中，通过对结构的环保性和节能性进行评估，选择合适的结构形式和材料，降低结构的能耗，减少对环境的影响。
基于以上的考虑，在进行钢结构工程优化设计时，需要按照以下步骤进行：步骤一、结构分析和计算。
首先需要根据建筑的功能需求和地理环境，对结构进行分析和计算，确定结构的设计荷载和约束条件，确定结构的受力性能和变形性能。
步骤二、结构系统选择。
在进行结构系统选择时，需要综合考虑结构的强度、刚度、稳定性和施工可行性，选择合适的结构形式，例如框架结构、桁架结构、索网结构等。
步骤三、结构布局。
在进行结构布局时，需要根据建筑的空间布局和使用功能，合理布置结构构件和荷载传递路径，提高结构的空间利用效率和荷载传递效率。
步骤四、材料选择和配置。
在进行材料选择和配置时，需要充分考虑材料的强度、刚度、耐久性和成本，选择合适的钢材型号和截面形状，合理配置和利用钢材，降低钢材重量，提高钢材使用效率。
步骤五、抗震和抗风设计。
在进行抗震和抗风设计时，需要对结构的静动力性能进行分析，提高结构的整体抗震性能和抗风性能，确保结构的安全性和可靠性。
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建材发展导向２０１６年８月 设计与规划 大柱距钢结构厂房屋面檩条优化设计
任雄伟 王伟ｚ （１．西安奕臻化工科技有限公司 陕西西安７１００６５ ２．中国新时代国际工程公司 陕西西安７１００１８）
摘要：当前工业建筑中，为满足工艺要求，大柱距钢结构厂房不断出现。以１２ｍ大柱距钢结构厂房为例，屋面檩条设计有两种方法： 高频焊接薄壁Ｈ型钢和ｃ形薄壁型钢。文中分别对这两种设计方法，进行计算分析对比，统计用钢量，结果是当屋面檩条选用ｃ形薄壁 型钢并且用屋面系杆传递檩条荷载的方案时，用钢量较低，更为优化，降低了工程成本。 关键词：高频焊接薄壁Ｈ型钢；ｃ形薄壁型钢；系杆；用钢量 中图分类号：ＴＵ３５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—１６７５（２０１６）１５—０１２５—０２
１前言 随着我国工业厂房建筑技术的发展以及工艺生产的需要，大柱网厂 房的结构设计日益增多，尤其在变压器（≥２２０ｋＶ）装配厂房中，１２ｍ柱距 的厂房是很常见的。在１２ｍ柱距装配厂房结构设计中，为了做到厂房空 间大，结构轻巧简单，屋面结构由传统的钢屋架改为实腹式钢梁，不需托 架梁，这样使得屋面檩条需要按照跨度１２ｍ来设计。常用的ｃ形薄壁型 钢檩条已不能满足设计要求。因此，１２ｍ柱距的檩条的设计就需要设计 人员给予充分考虑。 ２ １２ｍ屋面檩条设计方法 目前，对于１２ｍ跨度的屋面檩条有两种方法。一种采用高频焊接薄 壁Ｈ型钢，按跨度１２ｍ设计。另一种是在柱距中间设置横向刚性系杆， 檩条仍然采用Ｃ形薄壁型钢，按跨度６ｍ设计，用横向刚性系杆支承檩条。 ２．１高频焊接薄壁Ｈ型钢檩条 高频焊接薄壁Ｈ型钢，它具有截面尺寸范围广，产品精度高，表面质 量好，性能稳定等优点。当采用高频焊接薄壁Ｈ型钢做屋面檩条时，屋面 荷载通过檩条直接传递给刚架梁。 ２．２ ｃ形薄壁型钢檩条 Ｃ形薄壁型钢，具有壁薄、自重轻，截面性能优良，强度高等优点。当 采用Ｃ形薄壁型钢做屋面檩条时，屋面荷载通过檩条传递给次系杆，次 系杆再传递给主系杆，最后传递到刚架梁上。系杆连接均为铰接，荷载传 递路径明确，见图１－２。 ３工程实例
江苏省镇江市某变压器装配厂房，单跨结构，厂房高３０ｍ，纵向长度 １３２ｍ，跨度３６ｍ，柱距１２ｍ，抗风柱间距６ｍ。厂房内设双层吊车，最大吊 车起重量为２００ｔ，屋面设纵向水平支撑。基本雪压０．３５ｋＮ／ｍ：，基本风压 ０．４ｋＮ／ｍ 。 此厂房屋面水平支撑系统见图３。由于柱距１２ｍ，水平支撑的尺寸如
次系杆 Ｃ形冷弯薄壁型钢檩条 联 账 器
ｊ ｌ 』图１
果做成１２ｍｘ６ｍ，不仅角钢截面大，而且角度不合理，不利于传递屋面水 平荷载。因此，我们在１２ｍ柱距的中心，增加一个横向系杆，使屋面水平 支撑的尺寸分为两个６ｍＸ６ｍ。屋面的系杆均为刚性杆。 、 本工程屋面做法从上到下依次为：０．６厚镀铝锌钢板，防水透气层， ５Ｏ厚玻璃丝棉，单面铝箔，热镀锌檩条，０．５厚乳白色镀锌铝板。经过计 算，屋面恒载约为０．３ｋＮ，ｍｚ。此屋面做法的上层镀铝锌钢板，可以阻止屋
水泥基渗透蝻晶型防水涂料‘
图１剪力墙结构示意图 紧密的联系，建筑设计对抗震有着极其重要的作用。一个合理有效的抗 震设计，都是在建筑设计和结构设计有效配合下完成的。因此，在实际工 作中，首先要在思想意识上认识到建筑设计的重要作用，并在抗震设计
过程中发挥出建筑设计的最大化作用。 参考文献 【１］程新波．建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用［Ｊ］．中国高新技术企 业，２０１５，１０（２１）：３３～３４． 【２】盖希君．浅析建筑设计在建筑抗震设计中的作用Ⅲ．科技创新与应用， ２０１３，ｌ１（１３）：１９６～１９７． ［３】代应君．试论建筑设计在建筑抗震设计中的作用叨＿ｆ］窗，２０１３，１１（Ｏ８）： ２０３～２０６． ［４】王华．建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用［ＪＪ．门窗，２０１２，９（１０）：
８２－８３．
收稿日期：２０１６—７—１６
·１２５· 设计与规划 建材发展导向２０１６年８月 Ｘ × × × ＞《＝ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × Ｘ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ＞＜
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图３屋面水平支撑及系杆平面图 面檩条上翼缘侧向失稳，下层的铝锌钢板可以保证檩条下翼缘风吸力作 用的稳定性，对檩条设计有利。 我们取⑥～⑦轴的柱距（图４），用中国建筑科学研究院的ＰＫＰＭ软件 ＳＴＳ模块来计算屋面檩条及刚性系杆，对两种设计方案的用钢量进行对比。
图４ ４屋面檩条采用高频焊接薄壁Ｈ型钢
４．１屋面檩条设计 经过计算，屋面檩条规格为Ｈ２５０￣１５０ｘ３．２ｘ４．５，间距１．４ｍ布置，在 １．２恒载＋１．４活载＋０．９积灰＋Ｏ．６风载（压力）组合下，截面强度为 １４４．８９Ｎ／ｍｍｚ．；在１．０恒载＋１－４风载（吸力）组合下，截面强度为１０９．４２９Ｎ／ ＩＩ１１／１２。
檩条挠度值为５８．５３ｍｍ＜６０ｍｍ。可见檩条挠度起控制作用。
４．２系杆计算 屋面系杆不承受荷载，按长细比控制。压杆长细比限值为２００。故 ＸＧ１选用ＨＮ３５０ｘ１７５ｘ７ｘｌｌ，ｉｘ＝１４．７ｃｍ＞１２００／２００＝６ｃＩｎ，ｉｙ＝３．９３ｃｍ＞６００， ２００＝３ｃｍ￣ ＸＧ２选用ＨＮ３００ｘ１５０ｘ６．５ｘ９，ｉｘ＝１２．４ｃｍ＞６００／２００＝３ｃｍ，ｉｙ＝３．２７ｃｍ＞ ６０ｏ／２００＝３ｃｍ。 ４－３用钢量统计 表１ 单位重量 序号 构件名称 构件型号 长度（ｍ） 单重（ｋｇ） 数量（根） 总重（ｔ） （ｋｇ／ｍ）
１ 屋面檩条 Ｈ２５０ｘ１５０ｘ３．２ｘ４．５ ｌ２ １６．６５ １９９．６８ ２８ ５．５９１
２ ＸＧ１ ＨＮ３５０ｘｌ７５ｘ７ｘ１ １ ｌ２ ５０．Ｏ ６００ ７ ４－２ ３ ＸＧ２ ＨＮ３００ｘ１５０￣６．５ｘ９ ６ ３７－３ ２２３．８ ６ １．３４３ 总计用钢量为１ １．１３４ｔ，该柱距厂房面积为３６Ｘ１２：４３２ｍ２，每平米用 钢量为１１．１３４／４３２＝０．０２６＃ｍ２。 ５屋面檩条采用ｃ形薄壁型钢
５．１屋面檩条设计 经过计算，屋面檩条规格为Ｃ１８０ｘ７０ｘ２０ｘ２．２，间距１．５ｍ布置，在１．２ 恒载＋１．４活载＋Ｏ．９积灰＋Ｏ．６风载（压力）组合下，截面强度为１８３．７５Ｎ／ ｍｍ２．；在１．０恒载＋１．４风载（吸力）组合下，截面强度为１７７．３９Ｎ／ｍｍ 。
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檩条挠度值为２２．５７ｍｍ＜３０ｍｍ。可见檩条的强度值和挠度值均有富余。 ５．２系杆计算 屋面系杆承受檩条传递的屋面荷载，我们用ＳＴＳ模块按简支梁计算 系杆。ＸＧ２按受线荷载计算，得出型钢规格为Ｈ３００ｘ２００ｘ６ｘ１０，ｉｘ＝ ｌ２．９４ｃｍ＞６００／２００＝３ｅｍ，ｉｙ＝４．８５ｃｍ＞６００／２００：３ｏｍ；ＸＧ１按受集中荷载计 算，得出型钢规格为Ｈ４００￣２５０￣６￣１０，ｉｘ＝１７．２９ｃｍ＞１２００／２００＝６ｃｍ，ｉｙ＝ ５．９８ｃｍ＞６００／２００＝３ｃｍ。 ５－３用钢量统计
表２ 单位重量 序号 构件名称 构件型号 长度（ｍ） 单重（ｋｇ） 数量（根） 总重（ｔ） （ｋｇ／
ｍ）
ｌ 屋面檩条 Ｃ１８０×７０×２Ｏ×２．２ ６ ５＿３９ ３２ ３４ ５２ １．６８２
２ ＸＧ１ Ｈ４ＯＯｘ２５０ｘ６ｘ１Ｏ ｌ２ ５７．１ ６８５．２ ７ ４．７９６ ３ ＸＧ２ Ｈ３００ｘ２００ｘ６ｘ１０ ６ ４４．６ ２６７．６ ６ １．６０６ 总计用钢量为８．０８４ｔ，该柱距厂房面积为３６￣１２＝４３２ｒｎ２，每平米用钢 量为８．０８４Ｍ３２＝０．０１９ｔ／ｍｚ。 ６两种设计方案对比
当采用高频焊接薄壁Ｈ型钢做檩条时，该厂房屋面檩条和系杆的每 平米用钢量为Ｏ．０２６ｔ，且高频焊接薄壁Ｈ型钢的翼缘板厚度为４．５，安装 屋面钢板时所使用自攻螺钉不容易穿透，需要先打孔再安装，施工不方 便。 而采用ｃ形薄壁型钢做檩条时，冷弯薄壁型钢壁厚较薄，可以方便 安装屋面钢板。屋面檩条和系杆的每平米用钢量仅为Ｏ．０１９ｔ，扣除多用的 檩托板，可以节约的钢材约为２０％，可见，节省的钢材量还是相当大的。 ７结论及结束语 １２ｍ大柱距的厂房，采用系杆支撑屋面檩条的设计方法，屋面檩条 可以设计为ｃ形冷弯薄壁型钢，相对直接选用高频焊接薄壁Ｈ型钢做屋 面檩条的方法，既施工方便，又降低了用钢量。以我国当前的经济状况， 可以为业主减少投入，降低建设成本，故为优选方案。
参考文献 『１１国家标准．《钢结构设计规范》（ＧＢ ５００１７—２００３）．北京：中国计划出版 社，２００３． 『２１Ｎ家标准．《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（ＧＢ ５００１８—２００２）．北京：中国 计划出版社，２００２． ［３１Ｎ家标准．《建筑结构荷载规范》（ＧＢ ５０００９—２００１，２００６年版）．北京：中 国建筑工业出版社，２００６． （４］中国工程建设标准化协会标准．《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 （ＣＥＣＳ１０２０２）．北京：中国计划出版社，２００３． ［５］《钢结构设计手册》编辑委员会．《钢结构设计手册（上册）》（第三版）．北 京：中国建筑工业出版社，２００４．
收稿日期：２０１６—７—２１ 作者简介：任雄伟（１９８３一），男，工程师，本科，主要从事结构设计工作。 王伟（１９８３一），男，工程师，本科，主要从事结构设计工作。