简支檩条设计

合肥地区参数1．C型截面一般用于单跨简支；Z型可用于多跨连续；一般跨度大于7.5m采用连续式。

壁厚取1.8-3.0mm，优先选用较薄壁厚，檩条间距一般采用1.5m，局部可加密；2．屋面倾斜角度1：20换算成角度，arctan0.05=2.8624；3．檩条布置，应考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条供货规格等因素，檩条间距应按计算确定，檩条在边区会采取加密，檩条跨度4-6m，宜在跨中设置拉条或撑杆，当檩条跨度大于6m时，在檩条跨度三分点各设一道拉条或撑杆（见门钢规范P33）；4.拉条的约束作用一般要看建筑选取的屋面板类型及其对檩条的约束情况，同时还要考虑荷载不利位置。

（一般情况下拉条都要约束檩条下翼缘，但如果风载很大，起主导作用，就要约束檩条上翼缘）①外层屋面板一般选取可滑动（可随冷热伸缩）的，这样的屋面板不能约束檩条上翼缘，（不勾选屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳）拉条作用要选择约束檩条上、下翼缘；②如外层屋面板是打钉板、卡扣板等不可活动的（勾选屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳），拉条作用选择约束檩条下翼缘；③如选取内外双层屋面板（勾取构造保证下翼缘风吸力作用稳定性）拉条作用选择约束檩条下翼缘，再根据外层屋面板类型选取是否约束檩条上翼缘；4．净截面系数，当拉条位于跨中时应适当折减，可取0.95；5．屋面自重（不含檩条自重）一般取0.2-0.25KN/m2之间均可；6．屋面活载和雪荷载分别输入，程序会选择较大者进行计算；（见荷载规范P73全国各城市50年一遇雪压、风压值）；屋面活载要考虑活载不均匀布置，当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载标准值应取0.5KN/ m2 （见门钢规范P7）；7．积灰荷载，一般不取积灰荷载，只有一些热处理车间取（见荷载规范P14、P15屋面积灰荷载取值；）表中没有列出的取0；8．施工荷载，见荷载规范P16施工和检修荷载及栏杆水平荷载；9．调整后基本风压，按荷载规范规定值乘以1.05（见门钢规范P56）；10.风压高度变化系数，见荷载规范P25表；11.体型系数取值会随建筑形式和分区的选择而自动变化；12.当屋面有通风器等构件时，要单独计算.。

檩条计算书一. 设计资料檩条采用中卷边C160x60x20x2.0截面，材料为Q235B；檩条跨度为5，檩条间距为1.5；跨度中央布置一道拉条；屋面的坡度角为5度；檩条按简支构件模型计算；屋面板与檩条连接的自攻螺丝直径为8mm；屋面板能阻止檩条的侧向失稳；二. 截面参数A(cm2)=6.07 e0(cm)=4.52I x(cm4)=236.59 i x(cm)=6.24W x(cm3)=29.57I y(cm4)=29.99 i y(cm)=2.22W y1(cm3)=16.19 W y2(cm3)=7.23I t(cm4)=0.0809 I w(cm6)=1596.28三. 荷载标准值恒载：面板自重: 0.3kN/m2檩条自重: 0.0892kN/m活载：屋面活载: 0.5kN/m2风载：基本风压: 0.35kN/m2体型系数-1.15，风压高度变化系数1风振系数为1；风压综合调整系数1.05；风载标准值：-1.15×1×1×1.05×0.35=-0.4226kN/m2；四. 强度校核恒载：q d=0.3×1.5+0.0892=0.5392kN/mM dx=0.125×0.5392×cos(0.08727)×5×5=1.679kN·mM dy=-0.125×0.5392×sin(0.08727)×(5/(1+1))2=-0.03671kN·m 活载：q l=0.5×1.5=0.75kN/mM lx=0.125×0.75×cos(0.08727)×5×5=2.335kN·mM ly=-0.125×0.75×sin(0.08727)×(5/(1+1))2=-0.05107kN·m 风载：q w=-0.4226×1.5=-0.6339kN/mM w=0.125×-0.6339×5×5=-1.981kN·mM x=1.2×1.679+1.4×2.335=5.283kN·mM y=1.2×-0.03671+1.4×-0.05107=-0.1156kN·m计算有效截面：B t=60/2=30H t=160/2=80计算上翼缘有效宽厚比：σ1=5.283/29.57×1e+3+(0.1156)/16.19×1e+3=185.8N/mm2（支承边）σ2=5.283/29.57×1e+3-(0.1156)/7.23×1e+3=162.681N/mm2（卷边边）α=(185.8-(162.681))/185.8=0.1244查表得：ξ=17∵B t≤100×(ξ/σmax)0.5=30.248，∴翼缘全截面有效！计算下翼缘有效宽厚比：σ1=-5.283/29.57×1e+3+(0.1156)/16.19×1e+3=-171.526N/mm2（支承边）σ2=-5.283/29.57×1e+3-(0.1156)/7.23×1e+3=-194.645N/mm2（卷边边）σ1≤0同时σ2≤0，翼缘受拉，全截面有效！计算腹板有效宽厚比：σ1=5.283/29.57×1e+3+(0.1156)/16.19×1e+3=185.8N/mm2σ2=-5.283/29.57×1e+3+(0.1156)/16.19×1e+3=-171.526N/mm2α=(185.8-(-171.526))/185.8=1.923查表可知腹板全截面有效！计算有效截面惯性模量计算可知：W ex=29.57cm3W ey1=16.19cm3W ey2=7.23cm3A e=6.07cm2截面考虑开洞影响，计算可知：W enx=29.249cm3W eny1=15.86cm3W eny2=7.083cm3A en=5.91cm2σ1=5.283/29.249×103+(0.1156)/15.86×103=187.91N/mm2σ2=5.283/29.249×103-(0.1156)/7.083×103=164.31N/mm2σ3=-5.283/29.249×103+(0.1156)/15.86×103=-173.339N/mm2σ4=-5.283/29.249×103-(0.1156)/7.083×103=-196.938N/mm2196.938<205，强度合格！五. 屋面板不能够阻止檩条的侧向失稳时的整稳验算屋面板能够阻止檩条的侧向失稳，可不予验算！六. 风吸力作用下受压下翼缘的整稳验算1 抗扭刚度C t计算C100=1700 Nm/m/radC t11=1700×(60/100)×(60/100)=612Nm/m/radC t12=130×3=390Nm/m/rad取C t1=C t11=612Nm/m/radC t2=4×206000×200000/1.5/1000/1000=109866.667Nm/m/radC t=1/(1/612+1/109866.667)=608.61Nm/m/rad2 考虑自由翼缘约束影响的修正系数η计算K=1/(4×(1-0.3×0.3)×160×160×(160+56.676)/206000/2/2/2+160×160/608.61)=0.01841x0=29.99/16.19×10=18.524mmI a=(160×2/3)×2×2×2/12+(160×2/3)×2×18.524×18.524=73272.263mm4I fly=(299899.998-73272.263)/2=113313.867mm4R=0.01841×2500×2500×2500×2500/3.142/3.142/3.142/3.142/206000/113313.867=0.3163 η=(1+0.0314×0.3163)/(1+0.396×0.3163)=0.89753 对主轴y－y的弯矩计算q=(-1.4×-0.4226×1.5-0.5392)=0.3483KN/mk=56.676/160=0.3542M x=0.3483×5×5×0.125×1000000=1088476.549NmmM y'=0.3483×0.3542×2.5×2.5×0.8975/8×1000000=86513.094Nmm4 W fly计算d1=29.99/16.19*10=18.524mmd2=29.99/7.23*10=41.48mmW fly1=113313.867/18.524=6117.211mm3W fly2=113313.867/41.48=2731.775mm3i fly=(113313.867/2/(160/6+20+60))0.5=23.047mm5 χ计算R0=0.01841*5000*5000*5000*5000/3.142/3.142/3.142/3.142/206000/113313.867=5.061 l fly=0.7*5000*(1+13.1*5.0611.6-0.125=1833.403mmλ1=3.142×(206000/235)0.5=93.014λfly=1833.403/23.047=79.551λn=79.551/93.014=0.8553φ=0.5×(1+0.21×(0.8553-0.2)+0.8553×0.8553)=0.9345χ=1/(0.9345+(0.9345×0.9345-0.8553×0.8553)0.5=0.76276 应力计算计算有效截面：B t=60/2=30H t=160/2=80计算上翼缘有效宽厚比：σ1=1.088/29.57×1e+3+(0.08651)/16.19×1e+3=42.154N/mm2（支承边）σ2=1.088/29.57×1e+3-(0.08651)/7.23×1e+3=24.844N/mm2（卷边边）α=(42.154-(24.844))/42.154=0.4106查表得：ξ=35.01∵B t≤100×(ξ/σmax)0.5=91.133，∴翼缘全截面有效！计算下翼缘有效宽厚比：σ1=-1.088/29.57×1e+3+(0.08651)/16.19×1e+3=-31.467N/mm2（支承边）σ2=-1.088/29.57×1e+3-(0.08651)/7.23×1e+3=-48.776N/mm2（卷边边）σ1≤0同时σ2≤0，翼缘受拉，全截面有效！计算腹板有效宽厚比：σ1=1.088/29.57×1e+3+(0.08651)/16.19×1e+3=42.154N/mm2σ2=-1.088/29.57×1e+3+(0.08651)/16.19×1e+3=-31.467N/mm2α=(42.154-(-31.467))/42.154=1.746查表可知腹板全截面有效！计算有效截面惯性模量计算可知：W ex=29.57cm3W ey1=16.19cm3W ey2=7.23cm3A e=6.07cm2W fly1=113313.867/18.524=6117.211mm3W fly2=113313.867/41.48=2731.775mm3σ1=1088476.549/0.7627/29570+86513.094/6117.211=62.409N/mm262.409<205，合格！七. 挠度q x=0.5392+0.75=1.289kN/mv=(5/384)×1.289×54×cos(0.08727)/20600/236.59×10000000=21.445mm21.445<33.333，合格！八. 长细比λx=5/6.24×100=80.12880.128<200，合格！λy=5/2.22/2×100=112.613112.613<200，合格！。

1.檩条计算中“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”选项的作用是什么？
当选择这个选项，在恒、活或风压力向下作用荷载下，檩条上翼缘受压，则只计算强度不计算稳定。

没有选择这个选项，则檩条上翼缘受压时，强度、稳定都需要计算。

2.檩条计算何时选取“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”选项？
当屋面板为压型钢板等有一定刚度的板材，屋面板与檩条有可靠连接时，可以选择“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”。

通常说的可靠连接是指自攻钉连接，对于扣合式屋盖，屋面板与檩条间有松动余地，不能保证檩条上翼缘稳定。

3.檩条计算中“构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”选项的作用是什么？
当选择这个选项，在风吸力向上作用荷载下，檩条下翼缘受压，则只计算强度不计算稳定。

没有选择这个选项，则檩条下翼缘受压时，强度、稳定都需要计算。

4.檩条计算何时选取“构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”选项？
当檩条下翼缘也有作为吊顶用的压型钢板，且压型钢板与檩条有可靠连接，可以选择“构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”。

设置交叉拉条、双层拉条或型钢拉条，且拉条间距不大于 1.5m，这时檩条上下翼缘都有约束，且侧向支撑间距都较小，根据门规6.3.7条的条文说明，可以同时选择“构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”、“构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”。

5.檩条计算中，输入“轴力设计值”是什么作用力？
根据门规4.5.3条，可以由檩条兼作刚性系杆，如果由檩条兼作刚性系杆，则檩条要承担屋面支撑的刚性系杆轴力。

檩条计算输入“轴力设计值”，即为兼作刚性系杆的檩条的计算设置，当输入轴力后，檩条按压弯构件计算强度稳定，并按刚性系杆要求校核长细比。

简支橡条计算书输入数据文件：1T输出结果文件：1T-20231216131748,docx计算书生成时间：2023年12月16日13时17分48秒1设计依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)《工程结构通用规范》(GB55001—2023)2设计数据4）变形控制:压型钢板屋面,挠度限值为，1∕200o 3截面及材料特性钢材钢号：Q235屈服强度fy=235.000强度设计值f=205.0004截面验算(1)使用阶段：承载力验算：截面正应力(GB50018-20025.3.1)：σmax=Μx∕W enx+M y∕W eny=(16.471/6.346E-05+0.034/3.490F-05)/1.00=260529.359(kN∕τ∏2)=260.529(∕V∕τnτn2)σmax=260.529(N∕mm2)>205.000(N∕mm2)强度验算不满足！1O恒载+1.5风载(吸力)组合承载力验算：截面正应力(GB50018-20025.3.1)：^max=M x∕W enx+M y∕W eny=(0.998/7.619E-05+0.043/1.281F-05)/1.00=16453.029(ZcJV∕m2)=16.453(N∕mm2)σmax=16.453(∕V∕τnτn2)<205.000(∕V∕τnτn2)强度验算满足！整体稳定应力(GB51022-20155.3.1)：GbW=Mχ∣Mχ∣Weχ+M y∕W ey=0.998/0.945/7.619E-05+0.043/1.281F-05=17219.559(kN∕m2)=17.220(N∕mm z)σbw=17.220(Λ∕∕mm2)<205.000(Λ∕∕mm2)整体稳定验算满足！(2)施工阶段：承载力验算：截面正应力(GB50018-20025.3.1)：(^max=M x∕W enx+M y∕W eny=(9.269/7.242E-05+0.021/3.687F-05)/1.00=128552.984(∕cΛ∕∕m2)=128.553(∕V∕mm2)σmax=128.553(∕V∕mm2)<205.000(∕V∕mm2)强度验算满足！5荷载标准值作用下，挠度计算垂直于屋面的挠度(mm)：V=36.715<=40.000,满足要求。

设计一两端简支直卷边Z形冷弯薄壁型檩条(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--设计一两端简支直卷边Z 形冷弯薄壁型檩条（1） 设计资料封闭式建筑、屋面材料为压型钢板，屋面坡度1/8（7.13α=︒），檩条跨度6m ，于1/2跨度处设一道拉条，水平檩距，钢材Q235钢（2） 荷载标准值（水平投影）1) 永久荷载： 压型钢板（两层含保温层） m 2檩条（包括拉条） m 22）可变荷载标准值： 屋面均布活荷载 m 2 雪荷载 m 2 试设计该檩条。

解：（1） 选择檩条形式选用直卷边Z 形钢檩条1606020 2.5Z ⨯⨯⨯查附表1-1得知：1606020 2.5Z ⨯⨯⨯截面的毛截面几何特性为： 244331124331219.98,7.13,7.48288.12,323.13,44.00,34.9523.14,9.00,8.71sin()sin(19.987.13)0.2224cos()cos(19.987.13)0.9750x x x x y y y A cm I cm I cm W cm W cm I cm W cm W cm θαθαθα=︒=︒========-=︒-︒=-=︒-︒=（2）荷载效应组合荷载组合为：1.2 1.4max{}⨯+⨯永久荷载屋面均布活荷载，雪荷载 222221.20.300.05 1.40.350.91/cos() 1.50.910.9750 1.5 1.33/sin() 1.50.910.2224 1.50.304/1.336 5.985880.30460.3423232x y x x y y q kN m q q kN mq q kN m q l M kNm q l M kNm θαθα=⨯++⨯==⨯-⨯=⨯⨯==⨯-⨯=⨯⨯=⨯===⨯===（）(3) 有效截面计算y q q x θ q y θα- y α X X 1 X 1 X160602.67 3.0,243160 2.5a 2087.0,2.5h b b t t ==<==<===>且故檩条全截面有效。

檩条设计方案檩条设计方案1. 简介本文档旨在提供一种檩条设计方案，用于搭建建筑物、屋顶或其他结构的檩条支撑系统。

檩条是连接支撑框架和覆盖材料的关键组件，具有承重和支撑作用。

本设计方案将介绍檩条的材料选择、尺寸计算、安装方法等关键要点。

2. 材料选择选择合适的材料对于檩条的强度和耐用性至关重要。

以下是几种常用的檩条材料：•木材：木材是最常见的檩条材料之一，适用于大多数建筑和结构。

常用的木材包括松木、云杉木和橡木等。

选择木材时，需要考虑其强度、耐久性和防腐性能。

•钢材：钢材具有高强度和耐久性，特别适用于需要额外支撑的大型建筑物或特殊结构。

常用的钢材包括角钢、工字钢和方钢等。

使用钢材时，需要注意其防腐性能和防锈处理。

•铝材：铝材具有轻质和耐腐蚀的特点，适用于需要减轻重量的结构。

铝合金檩条可以提供足够的强度和稳定性。

选择铝材时，需要考虑其强度和耐久性。

根据具体的建筑物类型、设计要求和预算限制，选择合适的材料进行檩条制造。

3. 尺寸计算檩条的尺寸应按照结构设计要求和预期荷载进行计算。

以下是一些常见的尺寸计算指导：•横截面尺寸：檩条的横截面尺寸应根据所需的强度和稳定性进行计算。

对于木材檩条，可以使用木材檩条尺寸表进行参考。

对于钢材或铝材檩条，可以根据其强度和承载能力进行计算。

•长度计算：檩条的长度根据具体的建筑尺寸确定。

需要确保檩条能够完全支撑住建筑物或结构的覆盖材料，并具有足够的余量。

•支撑间距：檩条的支撑间距应根据荷载计算和建筑物结构确定。

需要确保檩条均匀分布，能够承受覆盖材料和额外荷载的重量。

通过详细的尺寸计算，可以确保檩条能够满足建筑物结构和荷载要求。

4. 安装方法檩条的安装对于结构的稳定性和安全性至关重要。

以下是一些建议的安装方法：•预制檩条：预制檩条是一种常用的安装方法，通过在工厂中加工和制造好檩条，然后将其运到现场进行安装。

这种方法可以确保檩条的精确尺寸和质量。

•现场制造：对于较大或复杂的檩条，可以选择在现场进行制造。

6.1檩条设计屋面材料为压型钢板，屋面坡度1/20（ 2.86o α=），檩条跨度7.5m,于l/3处各设一道拉条；檩条间距1.50m 。

钢材Q235。

. 6.1.1荷载和内力计算（对水平投影面）（1）永久荷载压型钢板（二层含保温） 0.30 kN/2m 檩条（包括拉条） 0.05 kN/2m（2）可变荷载标准值：屋面均布活荷载0.5 kN/2m ，雪荷载20.25N /k m ，计算时取两者的较大值0.5 kN/2m 。

基本风压=0ω0.55kN/2m 。

（3）永久荷载与屋面活荷载组合：1.2×永久荷载+1.4×活荷载 1）檩条线荷载：标准值：(0.350.50) 1.5 1.275N /k p k m =+⨯= 设计值：(1.20.35 1.40.5) 1.5 1.68N /p k m =⨯+⨯⨯= 则：sin 2.860.084N /o x p p k m == cos2.86 1.678N /o y p p k m ==在刚架最大主平面内（对x 轴）由y p 引起的弯矩设计值（檩条简支）：22/81 1.6787.511.862KN ==⨯⨯=⋅x y M p l m在刚架最小主平面内（对y 轴）由x p 引起的弯矩设计值（ 3.5<x y p p 采用1/3跨处的负弯矩）：22/901900.0847.50.053KN =-=⨯⨯=⋅y x M p l m图6.1 第一种荷载组合下檩条弯矩图2）永久荷载与风荷载组合：1.0×永久荷载+1.4×风荷载 由于房屋总高度为8.4m 可查得其风荷载高度变化系数z μ=1.0。

根据《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102-2002第58页风荷载体形系数计算方法，取端跨进行计算知s μ=-1.4，垂直屋面的风荷载标准值：20 1.4 1.00.55 1.050.809KN /ωμμω==-⨯⨯⨯=-k s z m 檩条线荷载设计值：1.00.35 1.5sin2.860.0262KN /=⨯⨯⨯=x p m1.40.809 1.50.35 1.5cos2.86 1.175KN /y p m =⨯⨯-⨯⨯= 弯矩设计值（3.5<x y p p 采用1/3跨处的负弯矩）：22/818 1.1757.58.262KN ==⨯⨯=⋅x y M p l m 22/9010.02627.50.016KN ==⨯⨯=⋅y x M p l m 按第一种组合为最不利组合计算 6.1.3截面选择与截面特性 （1）选用毛截面的截面尺寸初步选用2507520 2.5C ⨯⨯⨯，查《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS102-2002附表C 可知其截面特性为：210.48A cm = 8.23/m kg m = 0 1.934=x cm4952.33x I cm = 9.53x i cm = 376.19x W cm =471.31y I cm = 2.69y i cm = 3max 36.86y W cm =3min 12.81y W cm = 0 4.84e cm = 40.2184t I cm = 68415.77w I cm =305.2/75/==t b ，/250/2.5100h t ==， 先按毛截面计算截面的应力（拉为负、压为正）图6.2 檩条在荷载作用下角点编号图662133max 11.862100.05310157.128/76.191036.8610σ⨯-⨯=-=-=⨯⨯y X x y M M N mm W W （压） 662233min 11.862100.05310151.552/76.191012.8110σ⨯⨯=+=-=⨯⨯y X x y M M N mm W W （压） 662333max 11.862100.05310154.252/76.191036.8610σ⨯⨯=+=-=⨯⨯y X x y M M N mm W W （拉） 662433min 11.862100.05310159.817/76.191012.8110σ⨯⨯=-=+=⨯⨯y X x y M M N mm W W （拉） （2）受压杆件稳定系数1）腹板腹板为加劲板件，压力分布不均匀系数： min max 154.252157.1280.9821ψσ==-=->-由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002公式5.6.2查得受压板件的稳定系数：227.8 6.299.787.8 6.29(0.982)9.78(0.982)23.408ψψ=-+=-⨯-+⨯-=k2）上翼缘板上翼缘板为最大压应力作用于部分加劲肋板件的支承力，压力不均匀系数：min max 151.552157.1280.9651ψσ===>-由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002公式5.6.2-3查得受压板件的稳定系数：225.8911.59 6.68 5.8911.590.965 6.680.9650.926ψψ=-+=-⨯+⨯=k（3）受压板件有效宽度1）腹板0.926=c k23.408=k250=b mm75c mm = 2.5t mm =21157.128σ=Nmm1.478 1.1ε===> 其中c k 为邻接板件的受压稳定系数。

檩条截面设计一．徒手计算[例]某普通钢屋架单跨简支檩条，跨度为6m ，檩条坡向间距为0.798m ，跨中设一道拉条。

屋面水平投影面上，屋面材料自重标准值和屋面可变荷载标准值分别为0.52m kN 和0.452m kN ，屋面坡度5.21=i 。

材料用Q235，檩条允许挠度[]150l v =，采用热轧普通槽钢檩条，试选用其截面。

[解]参照已有资料，初选[10热轧普通槽钢，查附表7-3得自重标准值为0.098m kN ，37.39cm W x =，38.7cm W y =，43.198cm I x =屋面坡角(见图5-20)为()08.215.21arctan ==α屋面自重 m kN m m kN q Gk 370.0cos 798.05.02=⨯⨯=α 可变荷载 m kN m m kN q Qk 333.0cos 798.045.02=⨯⨯=α()m kN m kN m kN m kN q 03.1333.04.1098.0370.02.1=⨯++⨯=m kN m kN q q o x 383.08.21sin 03.1sin =⨯==αm kN m kN q q o y 956.08.21cos 03.1cos =⨯==α则由x q 和y q 引起的弯矩x M 和y M 分别为m kN m m kN l q M y x ⋅=⨯==3.486956.08222m kN m m kN l q M x y ⋅=⨯==43.083383.082221(1) 抗弯强度 由于跨中截面x M 、y M 都很大，故改截面上的a 点应力最大，为拉应力。

223333215491.1108.720.143.0107.3905.130.4mm N f mm N mm m kN mm m kN W M W M ny y y nx x x a ==⨯⨯⋅+⨯⨯⋅=+=γγσ(2) 刚度验算 屋面线荷载的标准值为m kN m kN m kN m kN q k 801.0333.0098.0370.0=++=檩条在垂直于屋面方向的最大挠度为()[]mmmml mm mm mm N mm mm N o 40150600015018.30101981006.23841068.21cos 801.05442543====⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=νν (5) 整体稳定性6.0776.023523510030005.848570235570221 =⨯⨯⨯⨯=⋅=mm N mm N mm mm mm mm mm f h l bt y b ϕ707.0776.0282.01282.007.1=-=-='bbϕϕ 2233332151.199108.72.143.0107.39707.030.4mm N f mm N mm m kN mm m kN M M y y y x bx ==⨯⨯⋅+⨯⨯⋅=+' ωγωϕ故采用10槽钢檩条满足要求。

已知：跨度 l =8m 挠度限值L/150檩距 s= 1.5m 屋面坡度i =1/10.0则屋面坡度角a =0.100即 5.711度水平檩距s =1.493计算得:A =8.64cm 2=864mm 2Ix=803.1712cm 4=8031712mm 4Iy=89.33743cm 4=893374.3mm 4|o|max =171.10Wx=64.253696cm 4=64253.696mm 4f '=213.50最小Wy 2=12.233931cm 3=12233.931mm 3v max =31.12最大Wy 1=452.18242cm 3=452182.42mm3[v]=53.3333h=250mm x 0=19.756944mm kg / m b=75mm kg / m 2t=2mm二、荷载计算1. 屋面均布荷载恒载0.15(KN/m 2)(包括檩条自重)活载0.5(KN/m 2)2. 作用于檩条的线荷载标准值q k =0.970(KN/m )设计值q =1.313(KN/m )三、内力计算q x =0.131(KN/m )q y = 1.307(KN/m )M x =0.125q y l 2=10.455(KNm)跨中设2道拉条M y =-0.011q x l 2=-0.093(KNm )四、有效截面计算1. 上翼缘一边支承、一边卷边、均匀受压(忽略M y 的影响)o1=o2=Mx / Wx=162.721(N/mm 2)=37.5b ef / t =32.612. 下翼缘受拉，全有效3. 腹 板两边支承、纯弯曲o1=(N/mm 2)o1=(N/mm 2)α=2=125b ef / t =1254. 有效截面特性计算(近似取下翼缘有效宽度同上翼缘)I xef =mm 4I yef =mm 4在此未计及拉条孔引起的截面削弱五、考虑冷弯效应的强度设计值 f '已知：成型方式系数 η=1因为材料为：Q235故Υ=1.58f =205(N/mm 2)l=432f '=f η(12Υ-10)t/l=213.50(N/mm 2)檩条设计893218.7712-162.721 6.78244.5227731192.915(冷弯高频焊接方管和矩形管取1.7,其它取1.0)设计结果报告强度:变形:OK!OK!162.721六、强度计算不验算檩条侧向失稳和扭转，且忽略拉条孔的影响169.046(N/mm2)1.952(N/mm2)-2.056(N/mm2)o1=166.991(N/mm2)o2=170.998(N/mm2)o3=-167.095(N/mm2)o4=-171.102(N/mm2)七、挠度计算垂直于屋面方向的檩条跨中挠度31.1176mm[v]=1/150=53.3333mmv max[v]八、拉条计算因为跨中设1道拉条故拉条反力＝0.653(KN)拉条截面A>=N/f= 3.1993407(mm2)拉条选：D8(按构造)A=50.2655(mm2)若选D8可承受15根此类檩条的侧向拉力；若选D10可承受24根此类檩条的侧向拉力；九、檩条在风吸力作用下的稳定计算跨度 l=8m檩距 s= 1.5m基本风压w0=0.55kN/m2恒载q g=0.15KN/m2风载体型系数μs= 1.40风载高度系数μz= 1.00屋面坡度i=1/10.0则屋面坡度角α=0.100风吸力产生的线荷载q1=1.4μsμz w0s= 1.617kN/m恒载产生的线荷载q2=q g s cosα=0.224kN/mq x=q1-q2= 1.393kN/mqy=q2 sinα=0.027kN/mM x=q x l2/8=11.145kN.m跨中设2道拉条M y=0.011q y l2=0.019KN.m受弯构件整体稳定系数φb的计算支撑条件跨中无侧向支撑点ξ11.37μb0.33I y89.337cm4跨中点有一个侧向支承点ξ20.06a 4.39cm I w4551.479cm6跨中有不少于二个侧向支承点ξ30.88h25.00cm I t0.1077333cm4W x64.254cm3e0 4.39cm U y1091.0706cm5W y12.234cm3i y 3.216cm f y235.00Mpa A9.4864cm2计算长度l0 2.640m将拉条作为侧向支撑点βx=U y/(2I y)-e0= 1.720cmη=2(ξ2*a+ξ3*βx)/h=0.142ζ=4Iw/(h2I y)+0.156I t/I y(l0/h)2=0.347λy=l0/i y=82.100φb=4320Ah/(λy2W x)*ξ1*(sqrt(η2+ζ)+η)*(235/f y)= 2.4250.977994M x/(φb W x)+M y/W y=178.916Mpa OK!f OK!171.102<=<=OK!M y x0/I yef=|o|max=M x h/(2I xef)=M y(b-x0)/I yef=向支承点跨中有不少于二个侧向支承点。

2.檩条设计2.1 截面初选檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢，材料采用F Q -235钢，檩条跨度为6m ，水平檩距 1.5m ，屋面坡度10%（ο71.5=α），檩条跨中设置一道拉条。

初选截面5.22070200⨯⨯⨯C ，如图2-8所示。

y yxxy y 0x A70202.5200图2-8 檩条截面截面特性为：640413min 3max 4340218.4376,1871.0,89.409.92,25.11,18.28,50.2,27.5682.53,74.7,21.538,000.2,98.8cm I cm I cm e cm I cm W cm W cm i cm I cm W i cm I cm x cm A w t y y y y y x x x ============= 2.2荷载计算（1） ⨯2.1永久荷载+活荷载⨯4.1彩钢夹芯板自重11.52m kN ，即为0.1152m kN ，檩条及支撑自重0.12m kN 永久荷载为：2215.01.0115.0m KN =+荷载标准值 m kN q k 0725.15.1)50.0215.0(=⨯+= 荷载设计值 m kN q 437.15.1)50.04.1215.02.1(1=⨯⨯+⨯=m kN q q x 143.071.5sin 1==ο， m kN q q y 43.171.5cos 1==ο 弯距设计值：m kN l q M y x ⋅=⨯==435.68643.1822m KN l q M x y .161.0326143.03222=⨯==（2） 风吸力荷载永久荷载⨯+⨯4.10.1根据《建筑结构荷载规范》，檩条上的风荷载计算： 风载体型系数s μ为：6.0-=s μ 风载高度变化系数z μ=1.046风载为：m kN z s k 38.060.0046.1)6.0(0.10-=⨯⨯-⨯=⋅⋅=ωμμω 荷载标准值：m kN q k 25.05.1)38.0215.0(-=⨯-=荷载设计值：m kN q 411.05.1)38.04.1215.02.1(1-=⨯⨯-⨯= 荷载设计值 m kN q x 04.071.5sin 41.0-=⨯-=ο 408.071.5cos 41.00-=⨯-=y q m kN 弯距设计值：m kN l q M y x ⋅-=⨯-==836.186408.0822m KN l q M x y .045.032604.03222-=⨯-==2.3内力计算檩条截面上的荷载xxq y y 5.71°q xyq图2-9 檩条截面主轴及荷载由荷载计算知第一种组合起控制作用。

6.1檩条设计屋面材料为压型钢板，屋面坡度1/20（ 2.86o α=），檩条跨度7.5m,于l/3处各设一道拉条；檩条间距1.50m 。

钢材Q235。

. 6.1.1荷载和内力计算（对水平投影面）（1）永久荷载压型钢板（二层含保温） 0.30 kN/2m 檩条（包括拉条） 0.05 kN/2m（2）可变荷载标准值：屋面均布活荷载0.5 kN/2m ，雪荷载20.25N /k m ，计算时取两者的较大值0.5 kN/2m 。

基本风压=0ω0.55kN/2m 。

（3）永久荷载与屋面活荷载组合：1.2×永久荷载+1.4×活荷载 1）檩条线荷载：标准值：(0.350.50) 1.5 1.275N /k p k m =+⨯= 设计值：(1.20.35 1.40.5) 1.5 1.68N /p k m =⨯+⨯⨯= 则：sin 2.860.084N /o x p p k m == cos2.86 1.678N /o y p p k m ==在刚架最大主平面内（对x 轴）由y p 引起的弯矩设计值（檩条简支）：22/81 1.6787.511.862KN ==⨯⨯=⋅x y M p l m在刚架最小主平面内（对y 轴）由x p 引起的弯矩设计值（ 3.5<x y p p 采用1/3跨处的负弯矩）：22/901900.0847.50.053KN =-=⨯⨯=⋅y x M p l m图6.1 第一种荷载组合下檩条弯矩图2）永久荷载与风荷载组合：1.0×永久荷载+1.4×风荷载 由于房屋总高度为8.4m 可查得其风荷载高度变化系数z μ=1.0。

根据《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102-2002第58页风荷载体形系数计算方法，取端跨进行计算知s μ=-1.4，垂直屋面的风荷载标准值：20 1.4 1.00.55 1.050.809KN /ωμμω==-⨯⨯⨯=-k s z m 檩条线荷载设计值：1.00.35 1.5sin2.860.0262KN /=⨯⨯⨯=x p m1.40.809 1.50.35 1.5cos2.86 1.175KN /y p m =⨯⨯-⨯⨯= 弯矩设计值（3.5<x y p p 采用1/3跨处的负弯矩）：22/818 1.1757.58.262KN ==⨯⨯=⋅x y M p l m 22/9010.02627.50.016KN ==⨯⨯=⋅y x M p l m 按第一种组合为最不利组合计算 6.1.3截面选择与截面特性 （1）选用毛截面的截面尺寸初步选用2507520 2.5C ⨯⨯⨯，查《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS102-2002附表C 可知其截面特性为：210.48A cm = 8.23/m kg m = 0 1.934=x cm4952.33x I cm = 9.53x i cm = 376.19x W cm =471.31y I cm = 2.69y i cm = 3max 36.86y W cm =3min 12.81y W cm = 0 4.84e cm = 40.2184t I cm = 68415.77w I cm =305.2/75/==t b ，/250/2.5100h t ==， 先按毛截面计算截面的应力（拉为负、压为正）图6.2 檩条在荷载作用下角点编号图662133max 11.862100.05310157.128/76.191036.8610σ⨯-⨯=-=-=⨯⨯y X x y M M N mm W W （压） 662233min 11.862100.05310151.552/76.191012.8110σ⨯⨯=+=-=⨯⨯y X x y M M N mm W W （压） 662333max 11.862100.05310154.252/76.191036.8610σ⨯⨯=+=-=⨯⨯y X x y M M N mm W W （拉） 662433min 11.862100.05310159.817/76.191012.8110σ⨯⨯=-=+=⨯⨯y X x y M M N mm W W （拉） （2）受压杆件稳定系数1）腹板腹板为加劲板件，压力分布不均匀系数： min max 154.252157.1280.9821ψσ==-=->-由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002公式5.6.2查得受压板件的稳定系数：227.8 6.299.787.8 6.29(0.982)9.78(0.982)23.408ψψ=-+=-⨯-+⨯-=k2）上翼缘板上翼缘板为最大压应力作用于部分加劲肋板件的支承力，压力不均匀系数：min max 151.552157.1280.9651ψσ===>-由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002公式5.6.2-3查得受压板件的稳定系数：225.8911.59 6.68 5.8911.590.965 6.680.9650.926ψψ=-+=-⨯+⨯=k（3）受压板件有效宽度1）腹板0.926=c k23.408=k250=b mm75c mm = 2.5t mm =21157.128σ=Nmm1.478 1.1ε===> 其中c k 为邻接板件的受压稳定系数。

单层钢结构厂房--檩条的设计（一）隅撑的设计隅撑按轴心受压构件设计。

轴心力N按下式计算：连接螺栓采用普通C级螺栓M12。

隅撑的计算长度取两端连接螺栓中心的距离：l0=633mm。

选用L50×4，截面特性：A=97.5px2，Iu=367.25px4，Wu=104px3，iu=48.5px，iv=24.75pxλu=l0/ iu=633/19.4=32.6<[λ]=200，b类截面，查表得ψu=0.927单面连接的角钢强度设计值乘以折减系数αy：λ=633/9.9=63.94，αy=0.6+0.0015λ=0.696，满足要求。

（二）檩条的设计1．基本资料檩条选用冷弯薄壁卷槽形钢，按单跨简支构件设计。

屋面坡度1/10，檩条跨度6m，于跨中设一道拉条，水平檩距1.5m。

材质为钢材Q235。

2．荷载及内力考虑永久荷载与屋面活荷载的组合为控制效应。

檩条线荷载标准值：Pk=(0.27+0.5)×1.5=1.155KN/m檩条线荷载设计值：Pk=(1.2×0.27+1.4×0.5)×1.5=1.536KN/mPx=Psinα=0.153KN/m，Py=Pcosα=1.528KN/m；弯距设计值：Mx=Pyl2/8=1.528×62/8=6.88KN·mMy=Pxl2/8=0.153×62/32=0.17KN·m3．截面选择及截面特性(1) 选用C180×70×20×2.2Ix=9372.5px4，Wx=1041.5px3，ix=176.5px；Iy=1224.25px4，Wymax=579.75px3，Wymin=250.5px3，iy=63.74999999999999px，χ0=52.75px；先按毛截面计算的截面应力为：(2)受压板件的稳定系数A．腹板腹板为加劲板件，ψ=σmin/σmax=－157.82/172.48=－0.915>－1，k=7.8－6.29ψ+9.78ψ2=21.743B．上翼缘板上翼缘板为最大压力作用于部分加劲板件的支承边，ψ=σmin/σmax=148.18/172.48=0.859>－1，kc=5.89－11.59ψ+6.68ψ2=0.863(3)受压板件的有效宽度A．腹板k=21.743，kc=0.863，b=180mm，c=70mm，t=2.2mm，σ1=172.48N/mm2由于ψ=σmin/σmax<0，取α=1.5，bc=b/(1－ψ)=180/(1+0.915)=93.99mmb/t=180/2.2=81.8218αρ=18×1.15×3.080=63.76，38αρ=38×1.15×3.080=134.60所以18αρ<b/t<38αρ则截面有效宽度be1=0.4be=0.4×81.62=32.65mm，be2=0.6be=0.6×81.62=48.97mm B．上翼缘板k=0.863，kc=21.743，b=70mm，c=180mm，σ1=172.48N/mm2be1=0.4be=0.4×57.05=22.82mm，be2=0.6be=0.6×57.05=34.23mm C．下翼缘板下翼缘板全截面受拉，全部有效。