12米柱距檩条设计

12米柱距屋面檩条设计

一：檩条选择

12米柱距屋面檩条可选用以下几种形式： ①连续Z型冷弯薄壁型钢檩条

②简支C型冷弯薄壁型钢檩条(双檩) ③高频焊接H型钢 ④桁架式檩条 ⑤主次梁结构

冷弯薄壁型钢的优点是节材高效，耗钢少，自重轻，制作运输简单，安装工期短，容易批量生产，因此广泛应用于轻钢结构厂房屋面和墙面的围护檩条和墙梁。而Z型冷弯薄壁型钢檩条可利用不同上下翼缘宽度（即檩条的大小头的加工）进行相邻檩条嵌套形成连续檩条。连续檩条的受力特点与连续梁相同，相比较简支檩条而言，檩条采用连续形式，从而降低了跨中弯矩峰值，减小檩条的断面及檩条变形，因此在檩条跨度和作用荷载较大的情况下使用较多。

简支檩条的优点则是制作与安装方便、受力明确，较多的使用于跨度和荷载不大的情形中。对于12米柱距的厂房，则普通的单檩条一般是满足不了要求的，需要设置双檩。相对连续檩条，采用简支的双檩条用钢量上会比较大，所以整个工程全部采用肯定不经济。简支檩条可配合连续檩条，仅用于屋面端跨或者不能形成连续处。

高频焊接H型钢与冷弯薄壁型钢檩条相比，具有承载能力高、侧向刚度大、抗震性能好等优点，因此适用于屋面荷载大、檩条跨度大、檩条间距大或者吊车吨位较大的工业厂房中。 桁架式檩条由上弦、下弦、腹杆组成，其主要经济性表现在空腹上，一般桁架式檩条高度较其它形式檩条高度要高，又因其与屋面梁采用平接，故在屋面体系中可以身兼数职，使整个体系更加经济简洁---可以兼做屋面刚性系杆，可以兼做屋面垂直支撑、减少屋面钢梁平面外计算长度，可以兼做檐口抗风桁架的弦杆，还可以作为屋面通风气楼的支撑梁。传统的桁架式檩条上弦、下弦杆件为双角钢，腹杆为单角钢。而近几年新型的欧本桁架檩条，其上下弦杆通常采用“几”字形冷弯薄壁型钢，腹杆则采用焊接圆管。桁架式檩条适用于吊车吨位大，厂房高度高，屋面荷载较大的普通厂房里。传统桁架式檩条焊接、加工制作比较麻烦；欧本桁架生产厂家较少，产品价格相对较高。

主次梁结构则是在屋面主钢梁间增设主次梁，将屋面檩条的跨度变为6米，从而采用简支C型檩条，增设的屋面主梁可以兼做屋面系杆。采用这种结构形式，屋面檩条用钢量较省，但主结构的用钢量有所增加，施工安装相对复杂。

二：算例比较

以某一屋脊高度为10米的两跨双坡厂房为例，地面粗糙度B类， 平面布置图如下：

图一 厂房平面及主次梁结构中主次梁布置图 对其屋面檩条按两类荷载工况进行分析比较，

2

荷载工况一 恒载标准值：0.25 kn/m

2

活载标准值：0.30 kn/m

2

风载标准值：0.40 kn/m

2

雪载标准值：0.40 kn/m；

2

荷载工况二 恒载标准值：0.25 kn/m

2

活载标准值：0.30 kn/m

2

风载标准值：0.40 kn/m

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雪载标准值：0.70 kn/m。

各檩条材质均按Q345B考虑，计算软件采用STS钢结构软件中檩条计算和简支梁计算模块，所有檩条的强度、稳定、挠度计算均满足规范要求。 ①采用连续Z型檩条时，檩距均为1.5米，计算结果如下表： 工况一 工况二 Z 300X80X25X3.0 Z 300X80X25X2.5 33603.14kg 7.78 kg/m 2备注 边跨檩条截面 Z 250X75X20X3.0 中跨檩条截面 Z 250X75X20X2.2 搭接长度 总用钢量统计 26603.8kg 每平米用钢量 6.16kg/m 2L1=L3=600，L2=800 L1=L2=710，L3=620 L1,L2,L3如图二示意

图二 连续檩条搭接长度示意图 图三 双檩条示意图

②采用简支C型檩条时，檩距均为1.5米，计算结果如下表： 檩条截面 总用钢量统计 每平米用钢量 工况一 C 280X75X20X2.0 42833.52kg 9.916kg/m 2工况二 50101.35kg 11.598 kg/m 2备注 C 300X80X20X2.2 双檩，如图三示

③采用高频焊接H型钢时，计算结果如下表： 檩条截面 檩条间距 工况一 1.6m 2工况二 2.0m 39975.12kg 9.26 kg/m 2备注 GH 250X125X3.2X4.5 GH 300X150X3.2X4.5 GH为高频焊接H型钢 总用钢量统计 32657.04kg 每平米用钢量 7.56kg/m

④采用桁架式檩条时，檩距均为3.0米，计算结果如下表,桁架式檩条剖面如图四。 上弦杆件 下弦杆件 腹杆 杆件用钢梁 工况一 工况二 备注 2L45X28X3 2L45X28X4 2L50X32X3 2L50X32X4 L40X3 121kg L45X4 164kg 40kg 25704kg 22 连接板用钢量 40kg 总用钢量统计 20286kg 每平米用钢量 4.70kg/m 5.95 kg/m 图四 桁架式檩条剖面示意图

上表及图四中桁架均为传统桁架檩条，若实际工程中需采用欧本桁架檩条，可以参照欧本钢桁架产品手册进行选用，本文不做赘述。

⑤采用主次梁结构时，主梁(ZL-1,2)、次梁（CL-1）平面布置详见图一，各檩条截面及钢梁截面见下表，檩距均为1.5米。 6m檩条截面 檩条用钢量 ZL-1截面 ZL-2截面 工况一 C160X60X20X2.0 14051.52kg H400x200x5x10 H300x180x5x8 工况二 C180X70X20X2.2 17416.8kg H450x200x5x10 H350x190x5x8 备注 CL-1截面 主次梁用钢量 总用钢量统计 每平米用钢量 GH250x150x3.2x4.5 37990.9kg 44273.52kg 10.25kg/m 2GH300x150x3.2x4.5 44226kg 7768.8kg 53874 12.47 kg/m 2GH为高频焊接H型钢 减少的系杆用钢量 7768.8kg 注：在檩条计算中，为了充分的挖掘檩条在强度上的潜力，在檩条布置中选择了不同的檩条间距，因屋面板自身承载力有限值要求，故在选择屋面板时，应该根据屋面檩条的间距选择合适的屋面板型。

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