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1、------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx初探冷弯薄壁型钢檩条【精品文档】初探冷弯薄壁型钢檩条1,前言:据统计,在有檩体系的单层厂房中,屋面系统的造价约占土建总造价的35%左右,而其中檩条的钢材用量占整个屋面系统钢材用量的50%~60%。因此要降低屋面系统的用钢量,应首先从檩条着手.因此,本文选择一个工程实例,檩条采用三种常用截面形式分别计算,着重介绍冷弯薄壁型钢檩条设计的计算过程,并提出设计中应注意的一些问题.2,设计资料:檩条钢
2、材采用Q235-BF,焊条采用E4313型.2.2屋面材料为压型钢板,坡度I=1/3,檩条跨度为6m,于跨中设一道拉条.檩条间距S=1.56m.m2,无积灰荷载.3,普通型钢檩条:3.1荷载标准值分项系数设计值m21.22m21.22m21.40.70KN/m2m2m23.2计算简图见图-1,檩条截面图见图-2.【精品文档】【精品文档】3.3内力计算2tanα=1/3α=18°26’sinα=0.3162cosα檩条在刚度最大平面内的弯矩:檩条在刚度最小平面内的弯矩:3.4截面选择及强度计算【精品文档】【精品文档】选用[12.6,A2I3.5挠度计算2(取标准值)普通型钢檩条为刚
3、度控制截面.3.6拉条计算斜拉条内力：按普通钢结构檩条一般拉条采用φ12。每根拉条承载力：4,冷弯薄壁Z型檩条:4.1荷载【精品文档】【精品文档】标准值分项系数设计值m21.22m21.22m21.40.70KN/m2m2m24.2计算简图见图-1,檩条截面图见图-3.4.3截面选择选用Z,An=7.98cm2,I5cm3,Wx1=38.23cm3,Wy1=10.53cm3,Wy1=10.86cm3,θ=23°46´sin(θ-α)=0.0929,cos(θ-α内力计算【精品文档】【精品文档】2檩条在刚度最大平面内的弯矩:檩条在刚度最小平面内的弯矩:强度计算.不考虑开孔的影响，采
4、用毛截面抵抗矩。(1)上翼缘有效截面的校核:上翼缘为非均匀受压的一边支撑,一边卷边.由第一章表1-58，查得允许宽厚比实际上翼缘采用故上翼缘承载力计算可以（即全截面有效）；下翼缘受拉亦为板材全截面有效。(2)腹板有效截面的校核:腹板为非均匀受压两边支承板件。【精品文档】【精品文档】腹板高厚比查表1-63腹板全截面有效。（3）挠度计算（刚度最大平面的挠度）。刚度满足要求（4）长细比计算。Z160×70×20×2.5檩条，选用冷弯薄壁Z型钢檩条可直接用作屋架上弦平面支撑横杆或刚性系杆。（5）拉条计算。计算简图见图3-13。拉条可按普通槽钢檩条计算，仍取用12；与冷弯薄壁型钢檩条连接拉
5、条宜选用8~10，若拉条选用10，=0.785cm2。【精品文档】【精品文档】每根拉条承载力=0.785×102×可以5．冷弯薄壁C型檩条与Z型檩条相同荷载条件，檩条采用薄壁C形钢。选用截面160×60×20×3，见图3-15。（1）荷载及内力计算。均布荷载。檩条在最大刚度平面内弯矩：檩条在最小刚度平面内矩度：（2）强度计算及有效截面确定。1）上翼缘有效截面。非均匀受压，一边支承、一边卷边。未考虑开孔的影响，采用毛截面抵抗矩。【精品文档】【精品文档】按表1-59查得（）实际由于上翼缘板件全截面有效，上述强度计算可知。2）腹板有效截面计算。腹板按非均匀受压、两边支承板材。查表1-6
6、3得全截面有效，故强度计算亦可。（3）挠度计算。6,得出几点体会:第一点,由以上计算结果分析,相同荷载条件下,实腹檩条选用冷弯薄壁型钢更合理且经济.薄壁Z型钢比选用热轧槽钢节省钢材约49%;薄壁C形钢比热轧槽钢节省钢材约43%.【精品文档】【精品文档】第二点,薄壁型钢结构构件与普通钢结构构件设计的最主要差别是在受压构件或板件中,引进了有效截面的概念.设计薄壁型钢受压构件时,当板件宽厚比超过一定数值,其轴心受压构件的承载强度即应取构件的有效净截面计算,稳定性计算则用杆件毛截面所确定的稳定系数及有效截面计算;其受弯构件的强度计算应根据毛截面确定杆件各板件属于受拉和受压范围,从而确定受
7、压板件有效截面后再进行强度验算,稳定计算中的稳定系数由构件毛截面计算而得,受弯构件的变形应按毛截面计算.第三点,冷弯薄壁Z型钢檩条的截面见图-5,其形心轴并非传统的腹板轴线及垂直腹板轴线,(即图-5的Y1-Y1轴和X1-X1轴),而是和上述轴线有一夹角θ的Y-Y轴和X-X轴。因而屋面竖向力应按Y-Y轴和X-X轴分解为两个分力分别作用在檩条的平面内和平面外,分解时涉及到的夹角为θ和屋面坡角,分解方法在相应规范中都有详细说明,此处不再重复。需要提请注意的是:Z型钢檩条的竖向力分解方法
