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