轻钢结构中简支檩条和连续檩条经济性的探讨

浅谈屋面连续檩条在工程中的应用关键词: 斜卷边；Z 型；连续屋面檩条一、前言金属建筑系统中屋面和墙面檩条是重要的结构构件，采用斜边Z型钢连续檩条比简支檩条最大弯矩可减少15%~20%，且变形大大减少。

可以获得较好的经济效益。

但在国家标准图集中尚未有连续檩条的方案，对于采用搭接连接能否有效地传递弯矩还存在问题。

下面针对这一问题进行分析。

二、连续檩条的构造、内力和挠度及控制截面的分析对于钢构企业来讲，轻钢结构的设计应充分考虑其制作工艺，安装技术方面的问题，要使工程质量好成本又低，主要在于做好技术标准化。

连续檩条最适宜的构造方式是按每跨单独制作，通过标准化的嵌套搭接方式构成连续檩条可使得现场安装极为简单方便。

显然，在最常用的C形和Z形檩条中，选择Z形檩条更容易达到目的，在连续檩条中，为了方便嵌套搭接，使Z形檩条的上、下翼缘宽度不等，其不等宽度之差以5mm左右为宜，安装时每隔一跨将其檩条转动1800使较窄翼缘转到上面，即可方便地得到嵌套搭接而成的连续檩条。

采用这样的构造，设计人员有两个问题需要考虑：一是嵌套搭接的长度以多少为好；二是嵌套搭接的刚度情况如何，在计算内力和挠度时需要以此为依据，不同紧松的嵌套有不同的刚度结果，这只能靠试验来确定。

已有的试验表明：嵌套搭接的长度大约是10%的跨度较为适宜，搭接太短，形成连续檩条的刚度条件太弱，搭接太长，则增加的效果不明显，造成浪费。

对于嵌套搭接的连续檩条内力应如何计算？既然檩条是不等宽翼缘嵌套搭接，螺栓连接孔又是椭圆孔，孔径大于螺栓很多，因此在外荷载作用下，嵌套搭接必会有松动滑移，达不到理想的连续梁模式，在支座区的嵌套搭接刚度折减，也就是在理想的连续檩条计算模式下，需要考虑支座处有一定的弯矩释放，根据试验，这个弯矩释放量大约在10%~15%的范围。

在计算挠度时，也不能按理想连系梁模式考虑，其挠度的增大量应靠试验来确定。

连续檩条的弯矩分布图如下图所示，其控制截面的弯矩如图中M1~M9，其中M2、M4、M6、M8是搭接末端处的弯矩值，随搭接长度而定。

对轻钢结构中檩条的设计做法的观点和建议檩条的抗弯性能实验及设计方法研究>的报告：由于支座处存在着裂缝及连接孔，故在支座搭接区有一定程度的松动，导致部分弯矩释放，这样支座处的弯矩小于等截面连续梁的弯矩而跨中弯矩则大于等截面连续梁跨中的弯矩，而且檩条的实际挠度大于等截面连续梁的实际挠度值。

故在实际工程中z 型连续檩条的通常算法是：做成上下翼缘不等宽，以便于施工安装的嵌套连接，檩条的搭接长度一般取跨度的1／10可满足构成连续檩条的基本条件；内力计算时按等截面连续梁计算，先按50％活载均匀满布得到一个效应值Sl，再用50％活载按最不利隔跨布置得到第二个效应值S2，两者相加即为最不利活载所产生的荷载效应值S。

再考虑支座处的弯矩释放10％，檩条的极限承载力由支座处的最大弯矩值控制。

目前大多数设计人员不考虑支座处的双檩条强度，这样计算结果很不经济。

笔者认为既能做到节省钢材同时又安全合理的做法应是：支座处搭接区的刚度和抗弯模量按双檩条的代数和考虑，第一跨檩条的厚度大于其余各跨厚度，且同时考虑支座搭接区由于松动造成的弯矩释放10％。

这样既经济又安全，不失为一个很好的设计方法。

3檩条的连接3．1拉条的设置根据I'q规，当檩条跨度大于4m时，宜在檩条间跨中设置拉条；跨度大于6m时宜在檩条跨度三分点处各设一道拉条，在屋脊处还应设置斜拉条及撑杆。

拉条虽／J、，作用不／J、。

实际上有檩体系的压型钢板轻型屋面，拉条起着承受檩条侧向力，减／J、檩条的侧向变形和扭转，减／J、檩条的计算长度保证檩条的侧向稳定的作用。

拉条一般通过螺栓与檩条连接，拉条与屋面板的共同作用能有效地提高檩条的整体抗扭刚度和减少外部荷载引起的扭转效应。

虽然在檩条下翼缘附近有无拉条对檩条的抗弯承载力有很大影响，但当拉条强度满足后，拉条的刚度对抗弯和压弯承载力的影响可忽略。

所以门规推荐拉条的最小直径取为10mm，去除车丝对截面的削弱及锈蚀等因素外是可行的，但应注意：每一个坡面上的檩条是一个大的串联系统，因此檩条的受力是不均匀的，恒活荷载作用下离屋脊处越近的拉条内力越大，而在风吸力作用下正好相反。

浅谈在轻钢结构房屋中如何进行檩条设计摘要：在工程设计中如何合理的设计檩条，可供设计师参考。

关键词：轻钢结构;檩条中图分类号TU2：文献标识码：A一、概述轻型钢结构房屋自重轻、用钢量省、造价低；抗震性能好，在抗震设防烈度为7度及以下地区不需考虑抗震设计；可跨越较大跨度；形式美观，有现代感，能充分满足使用要求，用途广泛；制作安装简单，施工周期短且不需要大型施工机械，深受制作、安装企业和广大用户欢迎。

从1998年至今，轻钢结构已成为钢结构行业乃至整个建筑业中发展最快的结构类型，并已在很多工业厂房中用以代替传统的钢筋混凝土柱和钢屋架房屋，取得了巨大的经济效益和社会效益。

在轻钢结构房屋中，屋面和墙面檩条占到结构用钢量的1/5~1/3，檩条的选型和截面类型对其用钢量有很大影响，为节省用钢量，又便于制作安装，通常9米及9米以下柱距的房屋，均采用C型或Z型者冷弯薄壁型钢。

二、冷弯薄壁型钢的优点1.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%。

2.冷弯薄壁型钢构件用相对较少的材料承受较大的外荷载，不是单纯用增加截面面积，而是通过改变截面形状的方法获得。

根据测算，同样截面积的冷弯薄壁型钢与热轧型钢相比，回转半径可增大80%，惯性矩和面积矩可增大50-180%。

所以，冷弯薄壁型钢抗压和抗弯性能好，整体刚度大。

3.由于冷弯薄壁型钢在室温下成型，材料将产生冷弯效应，使截面弯角部分材料强度提高，塑性降低。

4. 冷弯薄壁型钢构件板件宽而薄，在压应力作用下，截面板件容易产生凸曲变形，发生局部失稳。

但是板件在局部失稳后并不立即丧失承载能力，而是仍能承担一定的荷载增量直至构件整体失效，这个过程称为屈曲后强度的利用。

三、连续和简支檩条的比较目前轻型钢结构房屋中檩条设计通常采用连续檩条和简支檩条两种，下面对二者的设计作一个全面的比较。

1.弯矩图3-1给出了连续檩条和简支檩条在均布荷载下相应的弯矩图，连续梁跨中最大弯矩只有简支梁的68%；连续梁的最大负弯矩也只有支梁跨中弯矩的79%。

门式刚架简支檩条和连续檩条的探讨
白英哲
【期刊名称】《粉煤灰综合利用》
【年(卷),期】2009(000)004
【摘要】近年随着钢结构特别是门式刚架轻型房屋结构的广泛应用,轻钢结构的设计越来越普及,本文将针对门式刚架轻型房屋结构中简支檩条和连续檩条的设计提出自己的观点和建议.
【总页数】2页(P55-56)
【作者】白英哲
【作者单位】煤炭工业石家庄设计研究院,石家庄市,050051
【正文语种】中文
【中图分类】TU328
【相关文献】
1.浅谈门式刚架轻型厂房檩条与系杆的设置 [J], 王明鸽;尉迟衍春
2.浅议门式刚架轻型房屋的屋面檩条设计 [J], 赵永福;孙海涛;汪东辉
3.对<门式刚架规程>附录E檩条稳定计算的修改 [J], 蔡益燕
4.冷弯型钢连续檩条若干设计问题的探讨 [J], 张景祯;郭师虹
5.连续檩条的简化设计方法探讨 [J], 周蓉;夏风
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钢结构的经济性分析与优化设计引言钢结构是一种重要的建筑结构形式，在现代建筑中被广泛应用。

它具有重量轻、强度高、施工速度快等优点，被认为是一种具有较高经济性的建筑结构形式。

然而，随着建筑设计和施工技术的不断发展，钢结构的经济性也面临着一些挑战与问题。

因此，对钢结构的经济性进行分析与优化设计，具有重要的理论和实践意义。

在本文中，我们将对钢结构的经济性进行分析，并介绍一种基于优化设计的方法，以提高钢结构的经济性。

1. 钢结构的经济性分析钢结构的经济性是指在满足设计要求的前提下，以最低的成本实现结构功能。

为了分析钢结构的经济性，必须考虑以下几个因素：1.1 结构材料的选择钢结构的经济性首先与结构材料的选择密切相关。

正确选择合适的钢材种类和规格，可以避免材料的浪费和成本的增加。

与此同时，需要考虑钢材的价格、供应状况以及消耗的能源等因素，综合考虑选择最经济的结构材料。

1.2 结构形式的确定钢结构的经济性还与结构形式的确定有关。

不同的结构形式会对钢材的使用量、施工难度等产生影响，从而影响整体成本。

在设计过程中，应通过经济性分析，确定合适的结构形式，以尽量降低成本。

1.3 施工工艺与周期钢结构的经济性还与施工工艺和周期有关。

一方面，采用先进的施工工艺和技术，可以提高施工效率，缩短工期，降低工程总成本。

另一方面，合理安排施工周期，可以避免资源浪费和成本增加，提高经济性。

2. 钢结构的优化设计为了进一步提高钢结构的经济性，可以采用优化设计的方法。

优化设计是指在不改变结构功能和安全性的前提下，通过优化设计变量，使结构达到最佳经济效果。

2.1 设计变量的确定在优化设计过程中，首先需要确定优化的设计变量。

常见的设计变量包括梁柱截面尺寸、节点连接方式、初始材料厚度等。

通过合理选择设计变量，可以使得结构在满足要求的前提下，具有最佳的经济效果。

2.2 优化目标函数的建立其次，需要建立优化目标函数。

优化目标函数可以是结构的总成本、结构的体积、结构的质量等。

浅谈轻钢结构厂房的屋面连续檩条设计【摘要】斜卷边Z型钢连续檩条内力分布较均匀，刚度大，能节省用钢梁，对于屋面面积较大的厂房其优势更为突出。

本文分析了Z型钢连续檩条的计算方法和构造措施，并通过实例说明了连续檩条在用钢量上的相对优势。

【关键词】斜卷边Z型钢；连续檩条；用钢量当前，在轻钢结构厂房的屋面檩条设计中，大量采用的是冷弯薄壁斜卷边Z型钢连续檩条。

这种搭接而成的连续檩条内力分布均匀，刚度大，能节省用钢量，同时在制作、运输、安装等诸方面都很便利，但是连续檩条的内力计算比简至檩条要为复杂，国内的钢结构设计规范及规程尚无针对连续檩条的计算公式。

1：连续檩条的受力分析一般认为，对于Z型连续檩条的内力计算，可按如下简单通用的模式考虑：按等截面连续梁计算，考虑活荷载的不利布置。

具体计算时，可按50%的活荷载均匀布置得到一个效应值S1，再用50%的活荷载按最不利隔跨布置得到一个效应S2，两者相加即为最不利活荷载所产生的效应S。

根据浙江大学杭萧钢结构研究中心的《冷弯斜卷边Z型钢连续檩条的抗弯性能实验及设计方法研究》报告：由于支座处存在着裂缝及连接孔，故在支座搭接区有一定程度的松动，导致部分弯矩释放，这样支座处的弯矩小于等截面连续梁的支座弯矩，跨中弯矩大于等截面连续梁的跨中弯矩，檩条的扰度也大于等截面连续梁的扰度。

所以实际工程中需考虑因搭接嵌套松动所产生的弯矩释放10%。

2：连续檩条的搭接目前，国内各单位设计连续檩条的搭接长度通常统一取为跨度的10%，这个搭接长度完全能够满足构成连续檩条的基本条件。

实际工程中，多数设计人员不考虑支座处的双檩条强度，这样计算的结果不够经济。

个人认为支座处搭接区的刚度和抗弯模量应按双檩条的代数和考虑，第一跨檩条的厚度取为大于其余各跨厚度，这样既经济又安全。

3：工程实例某轻钢结构厂房，柱距9m，厂房总长9×12=108m，屋面材料为压型钢板，屋面坡度为，檩条间距1.5m，每个柱距间设两道拉条，檩条的净截面系数为0.9，钢材均为Q235B钢。

轻型钢结构屋面构件中檩条的形式1. 引言轻型钢结构在建筑行业中得到了广泛的应用，其优点包括重量轻、施工周期短、环保等。

其中，檩条作为重要的屋面构件之一，起着承载屋面荷载、传递荷载到主梁上的关键作用。

本文将对轻型钢结构屋面构件中檩条的形式进行探讨，包括传统的冷弯檩条和新型的轻钢龙骨，并对其特点、优缺点进行分析。

同时，还将介绍檩条的构造要求和安装方法，以及相关的设计标准。

2. 传统冷弯檩条2.1 概述传统冷弯檩条是一种常见的屋面构件，它由冷弯薄钢板经过机械弯曲成型制造而成。

其形状一般为矩形或槽形，常用材料有镀锌钢板和彩涂钢板。

传统冷弯檩条在轻型钢结构屋面系统中应用广泛，具有一定的优点和局限性。

2.2 优点•建筑材料易于获得：冷弯檩条使用的钢板材料易于购买和加工。

•承载能力强：经过冷弯成型的檩条具有较高的强度和刚度，能够承受较大的屋面荷载。

•安装方便：冷弯檩条的连接方式多样，安装简便，适用于各种施工条件。

2.3 缺点•用料浪费：冷弯檩条的加工过程需要考虑到余量，因此存在一定的材料浪费问题。

•防腐要求较高：冷弯檩条在使用过程中需要进行防腐处理，否则容易受到腐蚀影响。

•工作性能受温度影响：冷弯檩条的工作性能容易受到环境温度的影响，需要注意在极端温度条件下的使用。

3. 新型轻钢龙骨3.1 概述新型轻钢龙骨是一种相对较新的屋面构件形式，它是通过轻钢骨架配合轻质夹芯板制成。

相比传统的冷弯檩条，新型轻钢龙骨在设计和应用上具有一些新的特点。

3.2 优点•重量轻：新型轻钢龙骨采用轻质夹芯板作为檩条，整体重量较轻，减轻了屋面结构自重，减少了对主梁的荷载。

•保温隔热性能好：轻质夹芯板具有较好的保温隔热性能，减少了能耗，提高了屋面的舒适性。

•施工速度快：新型轻钢龙骨预制程度高，加工制造方便，安装速度快，可缩短工期。

3.3 缺点•施工要求高：新型轻钢龙骨在施工过程中需要严格控制尺寸和连接方式，施工要求较高。

•成本较高：相比传统的冷弯檩条，新型轻钢龙骨的成本较高，可能在一些经济条件较差的项目中难以推广。