关于轻钢结构厂房的檩条设计探讨.docx

关于轻钢结构厂房的檩条设计探讨【摘要】轻型钢结构厂房开始得到应用。其中以门式刚架为代表的轻钢结构应用最为广泛这种结构主要由主刚架体系、檩条和支撑体系、围护体系三大体系构成。在这三大体系中屋面檩条体系、围护体系都要大量使用檩条用钢量占到工程总用钢量30～40%所以檩条设计的合理可以有效的降低工程造价节约成本。【关键词】檩条设计；钢结构厂房一、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_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_条；绕垂直于屋面的轴在不利一侧Z型檩条截面特性也略大于C型_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/O。其它材料跟据实际重量核算。活荷载取荷载规范规定的屋面活荷载与当地雪荷载的较大值。积灰荷载与施工荷载根据实际情况确定。屋面檩条计算和拉条的设置有关。根据门规当檩条跨度大于4m时宜在檩条间跨中设置拉条；跨度大于6m时宜在檩条跨度三分点处各设一道拉条在屋脊处还应设置斜拉条及撑杆。在恒载、活载及风压力作用下檩条上翼缘受压拉条应设置在檩条上翼缘1/3处。在风吸力作用下使檩条下翼缘受压拉条不能保证檩条下翼缘的侧向位移和扭转如果计算时要考虑拉条能约束檩条下翼缘此时应在檩条下翼缘1/3处同样设置拉条所以檩条设计最好用双层拉条。五、连续檩条计算通常选用Z型檩条开口朝向檐口方向。由于Z型檩条可用搭接形式故可把这样的檩条假定成连续构件。（1）采用Z型搭接连续檩条比简支檩条内力分布均匀刚度大可节省用钢量。（2）搭接连续檩条在支座处搭接区存在嵌套松弛现象其刚度小于等截面连续单檩的刚度因此在支座处有一定弯矩释放在跨中弯矩有一定的增大。（3）连续檩条整体稳定计算目前尚不完善其整体稳定可利用屋面蒙皮作用和拉条支撑系统解决。（4）连续檩条支座处的弯矩大于跨中弯矩搭接区承载能力按两檩条的抗弯模量之和考虑是合理的可以大大节省用钢量。（5）连续檩条的搭接长度不宜小于跨长的10%搭接长度按端跨和中间跨的弯矩分布情况分别考虑以搭接端弯矩不大于跨中弯矩为条件来确定搭接长度可使设计更为经济合理。（6）用檩条兼作屋面纵向压杆当单檩不能满足承载力要求可用双檩条此方法节省用钢量。六、墙面檩条1、简支墙梁计算通常选用C型檩条开口朝向根据实际情况确定。一般墙梁开口朝上但窗洞口下侧檩条可让檩条开口朝下布置以满足固定窗框的需求。墙梁设计与屋面檩条类似同样要考虑墙板、拉条的约束作用。不同的是墙板有自承重和非自承重两种要根据具体情况具体分析。另外。墙梁设计时根据构造条件的不同要考虑双弯矩板的影响。根据《冷弯薄壁型钢结构技术规范》8.3.1条及条文说明两侧挂墙板的墙梁和一侧挂墙板、另一侧没有可以阻止其扭转变形的拉杆墙梁可不计双力矩的影响（即可取B=0）此时可仅进行墙梁的强度计算。