9、檩条与墙梁设计9。1、实腹式檩条设计9,1.2。部分钢结构手册Z形檩条斜卷边角度按45,偏小 对翼缘的约束不利,在浙江大学等单位所做的连续檩条受力试验中,可观察到斜卷边为45 时的檩条嵌套搭接端头有明显的展平趋势、按有限元理论分析.卷边对翼缘的约束与卷边角度的sin2θ成正比,故建议斜卷边角度60 为宜、9,1、3,计算嵌套搭接方式组成的连续檩条的挠度和内力时,需考虑嵌套搭接松动的影响.浙江大学和杭萧钢构所做的嵌套搭接连续檩条的试验情况是 斜卷边角度为60.嵌套搭接的内檩条翼缘宽度小于外檩条宽度5mm。嵌套搭接长度为檩条跨度的10,单边为5.试验结果表明,为考虑嵌套搭接的松动影响、计算挠度时,双檩条搭接段可按0,5倍的单檩条刚度拟合,计算内力时.可按均匀连续单檩条计算.但支座处要释放10,的弯矩转移到跨中,钢构企业需根据各自的技术标准,由试验确定檩条因嵌套搭接松动引起的刚度变化、檩条采用多跨静定梁模式,挠度小。内力小 当跨度较大时 有较好的经济性,如以连续梁模式的反弯点作为多跨静定梁的分段节点.跨中檩条长度约为0,7L、考虑到安装施工的方便。建议跨中檩条长度宜为0、8L,檩条的稳定性按节点间檩条或反弯点之间檩条为简支梁模式计算.要求檩条端头节点处应有抗扭转能力 宜用槽钢,角钢或冷弯薄壁型钢在两面夹住檩条的腹板.连接点的两侧各布置不少于两个竖向排列的螺栓。9。1、4、建议卷边的宽厚比、过去习惯称卷边高厚比.对于斜卷边容易引起混乱。故统一改称宽厚比,不宜大于13、根据如下。式中 a.卷边宽度.mm,b,翼缘宽度,mm,常规的檩条规格按照式、1 可得到表1的数值、值得注意的是,当翼缘宽度大于80mm时,所需檩条壁厚超过本规范基本设计规定的最小用材厚度1,5mm,按本条规定檩条设计符合经济合理性。表1.檩条合适的卷边宽度和最小用材厚度,mm 注、tmin为按本规范第3 4节的构造要求及本条规定得到的最小板件厚度。9。1,5 本条对CECS102,2002规程作了较大修改,说明如下.1。轻钢结构的屋面坡度通常不大于1,10。且屋面板的蒙皮效应对于檩条有显著的侧向支撑效果。故仅需依据腹板平面内计算其几何特性。荷载,内力等.无需计算垂直于腹板的荷载分量作用。无需对Z形檩条按主惯性矩计算应力和挠度 可大大简化计算,澳大利亚G,J,Hancock教授来华所做的研究报告称.气囊试验表明,檩条在风吸力作用下的变形仅发生在腹板平面内、支持上述的计算方法 另一方面。主惯性矩虽然比垂直于腹板的惯性矩大。但主轴的截面高度也比腹板平面内的截面高度大、因此这两者计算的抗弯模量相差并不大,按主轴计算的抗弯模量稍小,而风荷载.风荷载垂直于翼缘,作用弯矩按主轴计算也稍小,显然。按腹板平面内计算其几何特性。荷载、内力等是方便的,合理的.对于屋面坡度大于1。10且屋面板蒙皮效应较小者、宜考虑计算侧向荷载作用 2、国家标准,冷弯薄壁型钢结构技术规范、GB。50018、2002的翼缘屈曲系数是0.98,考虑板组效应后约为1,3.板组效应系数大于1。0。过于保守,根据陈绍蕃教授的,卷边槽钢的局部相关屈曲和畸变屈曲 2002年第23卷第1期,建筑结构学报,浙江大学吴金秋的硕士论文.斜卷边檩条的弹性屈曲分析。及美国AISI设计指南的计算公式,宜取翼缘的屈曲系数为3.0.经过国家标准。冷弯薄壁型钢结构技术规范。GB、50018。2002规定的板组效应,翼缘板组效应系数稍小于1 0,方法修正后,屈曲系数可能会稍有减小,但仍远大于1.3、当翼缘的板组效应系数大于1、0,则说明腹板屈曲能力大于翼缘屈曲能力。腹板设计高度不足。意味在相同用钢量前提下、有效截面几何特性可随腹板高度的增加而增加,构件的承载能力可随之提高,反之、则说明腹板屈曲能力小于翼缘屈曲能力,其设计高度已用足,再仅仅提高截面高度效果不好.对于嵌套搭接构成的连续檩条,在嵌套搭接段内,具有双檩条强度,根据浙江大学和杭萧钢构所做的试验研究,5根在支座处破坏的双檩条强度承载能力平均值为理论计算值的93,8,故其承载能力需要0。9系数予以折减.本条采用几何特性值折减为0。9的办法。3,当有内衬板固定在受压下翼缘时。相当于有密集的小拉条在侧向约束下翼缘.故无需考虑其整体稳定性。9,1 6.檩托焊在屋面梁上使运输不方便、较容易碰坏,当檩条高厚比不超过200时,可考虑取消檩托,直接在檩条的下翼缘冲孔用螺栓连接.此时檩条由腹板承压传力.需验算腹板的承压屈曲能力,即Web.Crippling.本条直接引用 North、American,Specification,for,the,Design。of、Cold。Formed,Steel。Structural,Members.2001年版本的计算公式 该计算公式由试验研究得出,9 1。9,吊挂集中荷载直接作用在檩条的翼缘上有较大的偏心扭矩.檩条易产生畸性变形,故集中荷载宜通过螺栓或自攻钉直接作用在檩条的腹板上传力、镀锌的冷弯薄壁型钢构件,不适合采用焊接施工方式、一是高空焊接质量难以控制,二是焊点防锈困难.故建议采用螺栓或自攻钉连接,9,1,10,采用连续檩条有很好的经济效益,根据浙江大学和同济大学所做的连续檩条力学试验、连续檩条的刚度随嵌套搭接长度的增加而增加、当嵌套搭接长度趋近10,的檩条跨度时、再增加搭接长度对檩条刚度影响很小。另一方面.嵌套搭接长度取10,单边为5,的跨度可满足搭接端头的弯矩值不大于跨中弯矩 由此、跨中截面成为构件验算的控制截面,故规定连续檩条的搭接长度2a宜不小于10、的檩条跨度 但需注意、对于端跨的檩条、为满足搭接端头的弯矩不大于跨中弯矩.需要加大搭接长度50,檩条之间的拉条和撑杆应设置在檩条的受压部位。由于恒载和活载组合下檩条上部受压 恒载和风载组合下檩条下部受压,需同时考虑这两种工况,故应采用双层拉条体系,当檩条下翼缘连接有内衬板时、该内衬板可代替下层拉条体系的作用,可仅设上层拉条体系、如拉条采用两端分别靠近上 下翼缘的连接方式,图9.1.10。3,a、则要求屋面板能约束檩条上翼缘的侧向位移。