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。荷载：屋面自重（不含檩条自重）为0.3，屋面活荷载为0.5，雪荷载为0.5，施工荷载（作用在跨中）为1，调整后的基本风压为0.4，试

分别按照简支和连续设计本工程的屋面檩条。

3.1按简支檩条计算

3.2按连续檩条计算

图1 型钢截面图

计算得：

最后将以上计算所用檩条的用钢量统计于下表作比较：

表1用钢量统计表

4：结论及建议

⑴通过以上例子，我们可以得出采用Z型钢连续檩条时的用钢量比采用C 型钢简支檩条时节省了约25%，如果厂房的长度增大，用钢量的优势将更为明显。

⑵Z型钢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。

⑶Z型钢连续檩条在支座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，支座处需考虑10%的弯矩释放。

参考文献：

[1] CECS102：2002, 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程

[2] GB50018-2002, 冷弯薄壁型钢技术规范[S]

[3] GB50017-2003 ，钢结构设计规范[S]

[4] 浙江大学杭萧钢结构研究中心，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，新技术鉴定资料，2001