浅谈轻型钢结构斜卷边Z型连续屋面檩条的应用

条影响比较多，而往往忽视雪荷载对屋面
风压 Ｗ ０ （ ｋ Ｎ／ｍ２） ：０．５７５ ｋＮ／ｍ２；边跨檩
图一
檩条的影响。设有女儿墙的屋面应该参考
条作用风载体型系数μ ｓ １ ：－ １ ． ４ ０ ０ ；中间跨
由 图 一 可 得 ， Ｚ 型 檩 条 的 倾 覆 力 矩 《荷载规范》表 ６ ． ２ ． １ 中第 ８ 项选用，考虑
案例简介：
面，主要原因有以下两个：
１ 、Ｚ 型连续檩条具有很好的经济性，
该工程为位于天津某开发区的一个物
１ 、Ｚ 型连续檩条在建设过程中出现的 但使用时应引起重视，由（式一）可得，当
流库工程。库房外围轴线尺寸 １ ８ ０ ｍ × 扭曲现象是由 Ｚ 型檩条自身截面形式造成 Ｍ＝０ 时，ｔｇ φ＝ ０．３，此时屋面坡度为 ３０％，
气像局的资料，当次降雪量已达 ３ ５ ｍ ｍ 左 右；雪后该工程屋面梁已经有较大挠度变 形，屋面檩条系统也出现了不同程度的破 坏，角部区域檩条已经变形失效，其他部 位檩条变形也十分严重。
超出弹性应力范围，进入弹塑性范围，发 生了较大的变形。在角部区域，该工程女 儿墙高达 ２ ． ７ 米，风雪过后，风把一部分 屋面的雪吹到了角部处堆积，现场报告当 时角部区最高积雪达 １ ． ８ 米高，其折算后
ＸＺ ２５０ × ７５ × ２０ × ２．５
故欲使倾覆力矩为零，则 ｔ ｇ φ＝ ｂ ／ ｈ 。
表 ６ ． ２ ． １ 第 ２ 项，考虑雪荷载不均匀分布
中间跨檩条截面：斜卷边 Ｚ 形薄壁型
该工程檩条 ｂ／ｈ ＝ ７５／２５０＝０．３，而 ｔｇ 系数 １ ． ２ ５ 。所以笔者认为在进行檩条设计
钢 ＸＺ ２５０ × ７５ × ２０ × ２．０
８ ４ ｍ ，其柱网为 １ ２ ｍ （柱距）× ２ ８ ｍ （跨 的。Ｚ 型连续檩条尽管制作安装相对复杂， 这大大的超出常用坡度 ５ ％－ １ ０ ％，故采
距，共三跨），库房室内净高 ９ ． ０ ０ ｍ ，屋面 但 因 其 在 计 算 模 型 上 采 用 多 跨 连 续 简 支 梁 用 Ｚ 型 檩 条 总 存 在 着 向 屋 脊 方 向 倾 覆 力
条，变形现象得以有一定的缓解；临竣工 平均密度取 １ ３ ０ ｋ ｇ ／ ｍ ２）可得 ３ ５ ｍ ｍ 雪荷载 起足够的重视，应根据实际情况选择最优
验收前期，屋面板已经安装完毕，时逢天 折算后为 ０ ． ４ ５ ５ ｋ Ｎ ／ ｍ ２，已经超出雪荷载 化的轻钢屋面檩条设计方案，从而减小工
津地区下了一场罕见的大雪，据天津方面 设计值 ０ ． ３ ５ ｋ Ｎ ／ ｍ ２，从而大部分檩条已经 程事故的发生。
参考文献： ［ １ ］《门式钢架轻钢结构设计与施工》周学军、 柳峰、王建明、周继远编著。山东科学技术出版社， ２００１ 年，第 １１６ 页—第 １２４ 页。
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于具有温度滑移性能的屋面板系统，这时
体数
檩距： １ｍ 边跨：１１．４ｍ 中间跨： １２ｍ
倾覆问题了，拉条系统应设置靠近檩条上
设置拉条数： ４ 根 拉条约束上翼缘
翼缘处，最好做成双层平行拉条系统。
材质：Ｑ ３ ４ ５ Ｂ 屋面倾角：２ ． ８ ６ 度
浅谈轻型钢结构斜卷边
建筑工程
Ｚ 型连续屋面檩条的应用
文⊙ 欧阳晶（中机十院国际工程有限公司）
摘要： 通过对实际工程案例进行分析，
案例分析：
的荷载高达 ２ ． ７ ｋ Ｎ ／ ｍ ２ ，远远超出了雪荷
论述了关于轻型钢结构屋面采用斜卷边 Ｚ
为什么在 Ｓ Ｔ Ｓ 工具箱程序验算都通过 载设计值，致使堆积厚雪的角部区域的屋
脊。檩条设计时由于柱距 １ ２ ｍ 过大，笔者 倾 角 远 大 于 普 通 屋 面 坡 度 ，因 此 在 重 力 作 距布置（图二），利用屋面板连接件与檩条
当时设计考虑到经济性，采用了 Ｑ ３ ４ ５ Ｂ 斜 用下，Ｚ 型檩条具有向屋脊方向倾覆的趋 的传力（屋面下滑力），但这种方法不能用
卷边 Ｚ 型冷弯型钢连续檩条，檩距 １ ｍ ，具 势，见图一所示。
轻钢屋面内天沟有组织排水，屋面坡度为 模型，承载力得到大大的提高，可减少用 矩。所以在采用 Ｚ 型连续檩条时，必须采
５ ％，双坡，单面坡长 ４ ２ ｍ 。根据甲方要求， 钢量，故日益被更多的使用。然而由于 Ｚ 用一定的措施来解决这个倾覆问题。可以
建筑造型将女儿墙做成 ２ ． ７ ｍ 高以遮住屋 型檩条的自身截面特性，导致其截面主轴 将一部分的檩条口朝下坡相邻 ２ ～３ 个檩
随着我国经济建设的发展，轻型钢结
大，站在地坪上已经能肉眼看出连续檩条 雪天气，据天津方面气候局资料，当次降 构这种结构形式以其独特的优势在工程建
形成的一定幅度的扭曲线；当时设计人员 雪量已达 ３ ５ ｍ ｍ 左右。根据雪的的容重 设中运用的越来越多，设计师在做好主体
立 即 要 求 现 场 进 行 重 新 张 拉 檩 条 间 的 拉 （《荷载规范》条文说明 ６ ． １ ． ２ 华北地区雪 结 构 的 同 时 ，次 要 围 护 结 构 的 设 计 也 应 引
型连续屋面檩条设计时应该注意的问题， 的情况下，Ｚ 型屋面檩条却在建设过程中 面檩条破坏严重，出现结构变形失效。
可供设计人员做设计参考。
以及受到雪荷载时仍然出现了如此大的变
综合以上分析的原因，可以得到以下
关键词： 斜卷边；Ｚ 型；连续屋面檩条 形 甚 至 失 效 破 坏 呢 ？ 笔 者 认 为 原 因 是 多 方 结 论 ：
屋面采用轻钢板（无吊顶）
考虑屋面板能阻止檩条上翼缘受压侧
向失稳
屋面恒载考虑到挂件吊载取 ０ ． ５ ｋ Ｎ ／ ｍ ２ ，
图二
屋面活载取 ０ ． ５ ｋ Ｎ ／ ｍ ２，雪荷载取 ０ ． ３ ５ ｋ Ｎ ／
２ 、很多设计师考虑风荷载对屋面檩
ｍ２，风压高度变化系数μ ｚ ：１ ． １ ４ ０ ；基本
φ＝ ０．０５，ｂ／ｈ 远大于 ｔｇ φ，其向屋脊方向 时，北方地区雪荷载应按规范基本雪压值
以上数据通过 Ｓ Ｔ Ｓ 工具箱程序计算， 倾覆趋势很大，加之檩条跨度为 １ ２ 米，跨 × １．２５ 后采用。
檩条的强度和刚度均为安全通过。
度大，檩条为冷弯薄壁钢材，自身抗扭刚
３ 、由于 Ｚ 型连续檩条的不利因素，大
然而该项目在实际建设过程中，屋面 度小，所以出现在施工过程中檩条就已经 于 ９ ｍ 跨度的屋面檩条可以考虑采用桁架
檩条系统出现了一系列的问题：
发生一定量的扭曲变形现象就可以理解 式屋面檩条。
在安装屋面板时，现场人员发现 Ｚ 型 了 。
结语
连续檩条大多发生扭曲现象，变形幅度较
２ 、该工程在安装屋面板后，出现了大
檩条作用风载体型系数μ ｓ ２ ：－ １ ． １ ５ ０ ；
Ｍ ＝ Ｐ·ｃｏｓ φ·ａ Ｐ·ｓｉｎ φ·（ｈ／２）（式一）， 女儿墙后 ２ ｈ 范围内的雪荷载不均匀分布
边跨檩条截面： 斜卷边 Ｚ 形薄壁型钢 设 Ｍ ＝ ０ ，可得 ２ ａ ／ ｈ ＝ ｔ ｇ φ，因 ａ ／ ｂ ＝ １ ／ ２ ， 系数 ２ ． ０ （ｈ 为女儿墙高），同时还要参考