钢结构设计檩条设计精选PPT.ppt

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1、钢结构设计檩条设计第1页，此课件共30页哦 截面形式实腹式实腹式格构式热轧型热轧型钢钢H H型型钢钢冷弯薄壁型冷弯薄壁型钢钢下撑下撑式式平面桁平面桁架式架式空腹空腹式式1.5.1 1.5.1 檁条的截面形式檁条的截面形式第2页，此课件共30页哦 实腹式檁条的截面形式实腹式檁条的截面形式热轧型钢热轧型钢H H型钢型钢 冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢 这两种檁条适用于荷这两种檁条适用于荷载较大的屋面。载较大的屋面。适用于压型钢板的轻型屋面第3页，此课件共30页哦l实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。其实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。其中，卷边槽钢中，卷边槽钢(亦称亦称C C形钢形钢)

2、檩条适用于屋面坡度檩条适用于屋面坡度i i113 3的情况。的情况。l直边和斜卷边直边和斜卷边z z形檩条适用于屋面坡度形檩条适用于屋面坡度i i113 3的情况。的情况。斜卷边斜卷边Z Z形钢存放时可叠层堆放，占地少。做成连续梁檩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。条时，构造上也很简单。第4页，此课件共30页哦适用于屋面坡度适用于屋面坡度1/31/3适用于屋面坡度适用于屋面坡度1/31/3第5页，此课件共30页哦用于屋面的用于屋面的C C型檁条型檁条第6页，此课件共30页哦 l1 122永久荷载永久荷载+1+14max4max屋面均布活荷屋面均布活荷 载，载，雪荷

3、载雪荷载；1.21.2永久荷载永久荷载+1+144施工检修集中荷载换算值。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当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响 时，还时，还应进行下式的荷载组合：应进行下式的荷载组合：1.01.0永久荷载永久荷载+1+144风吸力荷载。风吸力荷载。1.5.2 1.5.2 檩条的荷载和荷载组合檩条的荷载和荷载组合第7页，此课件共30页哦 l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，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，沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作用，属于双向受弯属于双向受弯构件（与一般

4、受弯构件不同）构件（与一般受弯构件不同）。l在进行内力分析时，首先要把均布荷载分解为沿截面形在进行内力分析时，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心主轴方向的荷载分量q qx x 、q qy y。1.5.3 1.5.3 檩条的内力分析檩条的内力分析第8页，此课件共30页哦 l C C型檩条在荷载作用下计算简图如下：型檩条在荷载作用下计算简图如下：q q表示垂直向下重力荷载；表示垂直向下重力荷载；为屋面坡度为屋面坡度当屋面坡度当屋面坡度i i1/31/3时，时，q qx x值较小，檁条值较小，檁条近似为单向受近似为单向受弯构件。弯构件。qqyqxXXYY第9页，此课件共30页哦qq

5、yqxYYXX当当=时时 q=qy qx=0当屋面坡度：当屋面坡度：i1/3i1/3 檁条近似为沿檁条近似为沿x x主主轴方向单向受弯。轴方向单向受弯。Y1Y1X1X1nZ Z型檩条在荷载作用下计算简图如下：型檩条在荷载作用下计算简图如下：n为为Z Z 型檁条两个主轴的夹角；型檁条两个主轴的夹角；为屋面坡度。为屋面坡度。第10页，此课件共30页哦当跨中设置一道拉条时檁条的计算简图及内力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简支梁的跨中弯矩对X X轴轴:连续梁的支座及跨间弯矩对连续梁的支座及跨间弯矩对Y Y轴轴：第11页，此课件共30页哦 檩檩条（条（墙墙梁）的内力梁）的内力

6、计计算算 表表1-4(1-4(教材教材P80P80表表2-42-4）拉条设置情况由 产生的内力由 产生的内力 无拉条 跨中有一道拉条拉条处负弯矩拉条与支座间正弯矩 三分点处各有一道拉条拉条处负弯矩拉条与支座间正弯矩 第12页，此课件共30页哦l强度计算强度计算 按双向受弯构件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：验算截面：、对截面对截面x x轴和轴和y y轴的弯距；轴的弯距；、对两个形心主轴的有效净截面模量对两个形心主轴的有效净截面模量1.5.4 1.5.4 檩条的截面验算檩条的截面验算 强度、整体稳定

7、、变形强度、整体稳定、变形第13页，此课件共30页哦整体稳定计算整体稳定计算 当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时(如采用如采用扣合式屋面板时扣合式屋面板时)，应按稳定公式验算截面：，应按稳定公式验算截面：、对两个形心主轴的有效截面模量；对两个形心主轴的有效截面模量；梁的整体稳定系数，按规范规定梁的整体稳定系数，按规范规定 计算。计算。第14页，此课件共30页哦变形计算变形计算实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度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：对卷边槽形截面的两端简支檩条：对对Z Z 形截面的两端简支檩条形截面的两端简支檩

8、条 ：第15页，此课件共30页哦 容许挠度容许挠度 v v 按下表取值按下表取值檩檩条的容条的容许挠许挠度限度限值值仅支承压型钢板屋面（承受活荷载或雪荷载）有吊顶有吊顶且抹灰第16页，此课件共30页哦 n当檩条跨度大于当檩条跨度大于4m4m时，应在檩条间跨中位置设置拉条。时，应在檩条间跨中位置设置拉条。当檩条跨度大当檩条跨度大6m6m时，应在檩条时，应在檩条跨度三分点处各设置一跨度三分点处各设置一道拉条道拉条。n拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并且提供拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并且提供x x轴方轴方向的中间支点。此向的中间支点。此中间支点的力需要传到刚度较大中间支点的力需要传到刚度较

9、大的构件为此的构件为此，需要在屋脊或檐口处设置斜拉条和，需要在屋脊或檐口处设置斜拉条和刚刚性撑杆性撑杆。1.5.5 1.5.5 檁条的构造要求檁条的构造要求第17页，此课件共30页哦拉条和撑杆的布置拉条和撑杆的布置第18页，此课件共30页哦撑杆撑杆斜拉条斜拉条拉条拉条隅撑隅撑屋面横向水平支撑屋面横向水平支撑第19页，此课件共30页哦拉条拉条檩条檩条屋面拉条布置屋面拉条布置第20页，此课件共30页哦l当风吸力超过屋面永久荷载时，横向力的指向相反。此时当风吸力超过屋面永久荷载时，横向力的指向相反。此时Z Z形钢檀条的斜拉条需要设置在屋脊处，而卷边槽钢檩形钢檀条的斜拉条需要设置在屋脊处，而卷边槽钢檩

10、条则需设在屋檐处。条则需设在屋檐处。l因此，为了兼顾两种情况，在风荷载大的地区或是在屋因此，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。成可以既承拉力又承压力的刚性杆。qxqx第21页，此课件共30页哦l拉条通常用圆钢做成，圆钢直径不宜小于拉条通常用圆钢做成，圆钢直径不宜小于10mm10mm。圆。圆钢拉条可设在距檩条上翼缘钢拉条可设在距檩条上翼缘1 13 3腹板高度范围内。腹板高度范围内。l当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时，屋面宜用自攻当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时，

11、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。螺钉直接与檩条连接，拉条宜设在下翼缘附近。l为了兼顾无风和有风两种情况，可在上、下翼缘附近交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。替布置。第22页，此课件共30页哦 拉条、撑杆与檩条的连接见图所示，斜拉条可拉条、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弯折，也可不弯折。前一种方法要求弯折的直线长度不超过长度不超过15mm15mm，后一种方法则需要通过斜垫板，后一种方法则需要通过斜垫板或角钢与檩条连接。或角钢与檩条连接。第23页，此课件共30页哦屋架横向水平支撑与刚架梁连接节点构造屋架横向

12、水平支撑与刚架梁连接节点构造连接角钢连接角钢第24页，此课件共30页哦b实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，檩托可用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角钢和钢板做成，檩条与檩托的连接螺栓不应少于2 2个，并沿檩条高度方向布置，见下图。设置檩托个，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。整体稳定性。第25页，此课件共30页哦 当采用扣合式屋面板时，拉条的设置根据檩条的稳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。计算确定。刚性撑杆可

13、采用钢管、方钢或角钢做刚性撑杆可采用钢管、方钢或角钢做 成，成，通常按压杆的刚度要求选择截面通常按压杆的刚度要求选择截面:200第26页，此课件共30页哦 拉条的计算拉条的计算跨中设一道拉条跨中设一道拉条 L6L6米米跨中设二道拉条跨中设二道拉条 L6L6米米第27页，此课件共30页哦拉条为檩条的平面外支承点，因此拉条所受拉力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即为檩条承受的水平荷载。拉条支承处支座反力为：为：当檩条跨中设当檩条跨中设一道拉条一道拉条时：时：当檩条跨间三分点处设当檩条跨间三分点处设二道拉条二道拉条时：时：第28页，此课件共30页哦

14、拉条所需要的截面面积计算公式：拉条所需要的截面面积计算公式：拉条净截面面积；拉条净截面面积；钢材设计强度。钢材设计强度。第29页，此课件共30页哦 檁条设计小结檁条设计小结1 1、根据受力特点，檁条应按双向受弯构件进行内力、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。计算和截面设计。2 2、檁条在进行内力分析时，内力计算与拉条的布置、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，在水平荷载有关，当布置一道或两道拉条时，在水平荷载q qx x作用作用下按两跨或三跨连续梁计算。下按两跨或三跨连续梁计算。3.3.拉条布置应考虑风荷载影响，按实际受力计算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。拉条截面，并满足构造要求。第30页，此课件共30页哦