连续檩条在轻钢结构中的应用

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1、研究与探讨YANJIUYUTANTAO连续檩条在轻钢结构中的应用连续檩条在轻钢结构中的应用程习红,肖亚明,刘庆庆(合肥工业大学土木建筑工程学院,安徽合肥230009)摘要:文章阐述了连续檩条在轻型钢结构中的应用理论依据和构造措施,讨论了简支檩条与连续檩条的经济性。连续檩条在轻型钢结构中的应用,对整体结构的安全性和经济性有十分重要的意义。关键词:轻钢结构;连续檩条;简支檩条;经济性中图分类号:TU392.5;TU231文献标识码:A文章编号:1671-4857(2005)02-0152203随着我国经济建设的迅速发展,轻型钢结构以其条是比较经济的。连续檩条的受力特点与连续梁相造价低、施工

2、速度快、适用面广等优点而获得广泛应同,相比较简支檩条而言,檩条采用连续形式降低了用,由此可见,对轻型钢结构进行优化设计,使其达到跨中弯矩峰值,从而减小檩条的断面,节省钢材,特别规范化、经济化势在必行。是在檩条跨度和荷载都较大的情况下,节约钢材用量轻型钢结构的组成可分为主钢构(梁、柱)、二次尤为显著。构件(檩条、墙梁、抗风柱、连梁、支撑等)和围护构件在工程实际中应用比较广泛的有Z型、C型冷弯(屋面板、墙面板)三部分。在无吊车的轻型建筑钢薄壁型钢檩条,卷边Z型檩条可利用不同上下翼缘结构中,二次构件檩条和墙梁的用钢量约占总用钢量宽度进行相邻檩条嵌套形成连续檩条,从而降低跨中[1]的1/3左右

3、。因此,合理的檩条设计和构造对保证正弯矩峰值以达到节省钢材的目的。整体结构的安全、降低用钢量、控制造价等有着十分本文仅就Z型冷弯薄壁型钢檩条的设计方法与重要的意义。构造措施进行探讨。1檩条分类2连续檩条受力分析与构造檩条按形式可分为实腹式檩条和格构式檩条,文献[2]对轻钢屋面檩条的设计作了如下规定:实腹式檩条又可分为热扎型钢檩条和冷弯薄壁型钢檩条与刚架连接处可采用简支连接或连续连接,当采檩条,过去钢结构建筑中,屋面檩条主要采用热扎型用连续搭接时,檩条的搭接长度2a(简称搭接长度)钢,自重大,耗钢量多。及其连接螺栓的直径,应按连续檩条支座处承受的弯对于同样截面的冷弯薄壁型钢,其回转半径与

4、热矩确定。扎型钢相比可增大80%以上,惯性矩和面积抵抗矩当支承处Z形檩条叠置搭接时,可不设檩托。可增大数倍,故冷弯薄壁型钢檩条的受力性能好、承但是文献[2]没有明确给出搭接长度a和连接螺栓载力高、整体刚度大,可以节约钢材、减小结构用钢直径d的具体计算公式。因此,连续檩条在实际工程量;而且冷弯型钢实腹檩条制造安装方便,可叠合堆中应用不太广泛。经常出现在檩条跨度、屋面荷载很放,是一种合理的檩条形式。大的情况下,仍采用简支檩条,造成屋面用钢量过大,由于格构式檩条制作工艺相对于实腹式檩条要不经济的现象。复杂得多,因此在实际工程中应用不多。连续Z型檩条搭接构造措施,如图1所示。连续檩条按受力特点

5、可划分为简支檩条和连续檩条。Z型檩条发生破坏模式有3种:①檩条自身发生的简支檩条的优点是制作与安装方便且受力明确,在檩承载力破坏。②搭接螺栓破坏。③檩条刚度不满条跨度和荷载都不是很大的情况下,此时采用简支檩足使用要求。收稿日期:2005-03-12作者简介:程习红(1975-),男,安徽舒城人,合肥工业大学硕士生.1522005年第19卷第2期《工程建设与档案》研究与探讨连续檩条在轻钢结构中的应用YANJIUYUTANTAO为了避免发生连续檩条自身承载力破坏,那么其在连续檩条弯矩包络图上可以看出,在a=1/20l搭接长度a的取值应根据连续檩条在最不利荷载作处的负弯矩和跨中正弯矩大小几乎

6、相等,因此可近似用下弯矩包络图来确定,连续檩条弯矩包络图如图2取a=1/20l。所示。在实际工程计算中通常还对支座弯矩乘0.9倍搭接在支座两边a长度范围内为双檩条,中间调整系数,跨中弯矩相应增大,则a点处的实际弯矩l-2a段为单檩条,且支座弯矩峰值不大于2倍跨中就比跨中小,这样可确保只要单檩条段不发生承载力弯矩,只要确保单檩条段不发生承载力破坏,则整个破坏,则整个连续檩条就不会发生承载力破坏,所以檩条就不会发生破坏。因此a点的确定原则是:a点a=1/20l是合理可行的。按照图1的构造处理,连接处的负弯矩应与跨中正弯矩相等或接近。从而达到螺栓的直径d就可以利用文献[3]进行计算,选择出节

7、约钢的目的。螺栓的直径和数量。图1连续檩条构造图图2连续檩条弯矩包络图22荷载标准值为0.5kN/m,雪载标准值0.8kN/m,风3算例比较2载B类标准值0.5kN/m。[4]檩条间距为1.5m,材质为Q235;荷载工况采用STS钢结构软件中檩条计算模块计算,其计21:恒载标准值0.3kN/m,活荷载标准值为算结果见表1所列。220.5kN/m,雪载标准值0.3kN/m,风载B类标准值表1中用钢量均为檩条在满足强度、稳定、挠度220.5kN/m