钢结构檩条设计计算书

檩条设计

1.设计资料

采用规范：《冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002》

按檩条高度h=(1

35~1

50

)l，从而初选C形檩条采用C-120*60*20*3截面，材

料为Q235；

檩条跨度为4m，檩条间距为2m；

檩条跨度不大于4m，故不布置拉条；

屋面板采用彩色钢板波形瓦，0.6mm厚彩色钢板，自重0.12KN/m²屋面的坡度角为3.43度；

檩条按简支构件模型计算；

屋面板能阻止檩条的侧向失稳；

2.截面参数

A(cm2)=7.65e0(cm)=4.87

Ix(cm4)=170.68ix(cm)=4.72

Wx(cm3)=28.45

Iy(cm4)=37.36 iy(cm)=2.21

Wy1(cm3)=17.74

Wy2(cm3)=9.59It(cm4)=0.2296Iw(cm6)=1153.2 3.荷载标准值

恒载：面板自重:0.12kN/m2

檩条自重:0.04106kN/m

活载：屋面活载:0.5kN/m2

雪荷载：0.6KN/m

施工荷载：1KN

风载：基本风压:0.35kN/m2

体型系数-1.3，风压高度变化系数1.1

风振系数为1；风压综合调整系数1.05；

风载标准值：-1.3×1.1×1×1.05×0.35=-0.5005kN/m2；

注：雪荷载与活荷载取较大值考虑，施工荷载不与风荷载、雪荷载同时考虑。

4.荷载组合

恒载：qd=0.12×2+0.04106=0.2811kN/m

活载：ql=0.6×2=1.2kN/m

风载：qw=-0.5005×2=-1.001kN/m

工况1:1.2x永久荷载+1.4x屋面活荷载

标准值：1x0.2811+1x1.2=1.4811kN/m

设计值：q=1.2x0.2811+1.4x1.2=2.0173kN/m

qx=q*sin3.43=0.1207kN/m

qy=q*cos3.43=2.0137kN/m

工况2:1.0x永久荷载+1.4x风吸力荷载

标准值：1x0.2811+1x（-1.001）=-0.7199kN/m

设计值：q=1x0.2811+1.4x（-1.001）=-1.1203kN/m

qx=q*sin3.43=0.067kN/m

qy=q*cos3.43=1.1183kN/m

5.内力分析

经分析可知，由第一种荷载组合引起的内力起控制作用。

对X轴，檩条跨中最大弯矩：

Mx=1/8x2.0137x4x4=4.0274kN·m

对Y轴，檩条跨中最大负弯矩：

My=1/32x0.1207x4x4=0.0604kN·m

6.截面验算

①有效截面的计算

根据GB50018规范规定，

当h/b≤3.0时≤31√205

b/t

f y

b/t

当3.0＜h/b≤3.3时≤28.5√205

f y

h/b=120/60=2＜3.0，b/t=60/3=20＜31

且a/t=20/3=6.7＞6.3故檩条全截面有效。

②强度验算

由于屋面系压型钢板与檩条牢固连接，能阻止檩条侧向失稳和扭转，故可只对檩条进行强度验算（檩条跨中最大弯矩Mxmax、Mymax引起的截面正应力符号如上图所示）

σ1=σM xmax

(W xl)1

+

M ymax

(W y1)1

=

4.02724×106

28.45×103

+

0.0604×106

17.74×103

=145MPa

σ2=σM xmax

(W xl)2

+

M ymax

(W y2)2

=

4.02724×106

28.45×103

−

0.0604×106

9.59×103

=135.3MPa

σ3=σM xmax

(W x1)3

+

M ymax

(W y2)3

=−

4.02724×106

28.45×103

+

0.0604×106

17.74×103

=−138.2MPa

σ4=σM xmax

(W xl)4

+

M ymax

(W y2)4

=

4.02724×106

28.45×103

−

0.0604×106

9.59×103

=−147.4MPa σmax=σ4=147.4MPa

③刚度验算

ωmax=5q ky l 4

384EI x =5×1.41811×cos3.4340004

384×2.06×105×170.68×104

=14.02mm<[ω]=4000

150

=26.7mm

满足要求。

故檩条选用C-120*60*20*3截面，材料为Q235