关于钢结构檩条失稳及拉条设置

我是一名钢结构详图设计员,有一问题想向各位大师请教,在屋面拉条中设计图,常将拉条孔做在离檩条上翼缘三分之一处,但是这样的话,两坡的檩条镜像,就会有一定的方向性,这样就不便施工,请问各位大师,能否安排在檩条中间,减少安装带来得麻烦。:?)磁性材料液压机
1.这个问题我也是百思不得其解,又没地方请教,个人理解如下:在施工过程中,由于存在施工节点荷载加上檩条自身的挠度等各种因素,檩条上翼缘受压,给安装带来很多不便,更有甚者可能引起檩条上翼缘侧向失稳,因此拉条布置在靠近上翼缘处比较合适。施工完毕后,在风的吸力下(风荷载大于屋面恒、活载的情况),檩条的下翼缘受压,而屋面压型钢板能够阻止檩条上翼缘侧向失稳,此时拉条宜布置在靠近下翼缘处。权衡利弊,在实际工程中我的做法是布置在靠近下翼缘1/3处。
2.
偏上还是偏下尚有争议。
规范及书籍中多为偏上,专业杂志上也看到有文章提出应改为偏下。
 
个人赞同偏上布置。同时加强檩条两端与刚架的连接。
 
对于风吸力下檩条下翼缘失稳问题,通常规范是简单的不允许失稳。
其实檩条下翼缘失稳后,由受弯构件逐渐发展成受拉构件,吸力持续加大的话会全截面受拉。檩条从梁的行为变成了拉杆的行为。支座加强后,檩条并不会破坏。
 
檩条下翼缘失稳侧移后,若仍处于弹性阶段,瞬时大风过后,会恢复原位
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3. 上海市标准,轻型钢结构设计规程(DBJ08-68-97)中。6.4.3中:当在风吸力情况下,檩条受力反号,拉条位置宜在檩条下翼缘1/3腹板高度出。
个人经验:当风荷载较大,致使反弯距与正弯距相差不是太多的情况下,且屋面外板为咬合或暗扣,无内板,我一般是设置双层拉条,靠近上下翼缘,如果有内板,我就仅设在靠上翼缘。因为下翼缘的稳定性可以有内层板约束。
4. 规范中拉条设置在檩条靠上翼缘处,基本上是由于规范编写时,压型彩钢板还不是很普及,当时屋面基本上是采用石棉瓦等比较重的围护,且一般坡度比较大,此时拉条设置在檩条靠上翼缘处是比较合理的。但现在屋面围护基本上都采用比较轻的材料,檩条和屋面的稳定常常是由风吸力控制的,且屋面板与檩条间可以通过自攻螺钉可靠连接,屋面板在无形中在一定的意义上已经起到了拉条的作用,所以我认为在单层板的情况下将拉条设置在靠檩条下翼缘1/3处是比较合理的。另外,考虑到施工过程中檩条的扭曲,为了便于调整,将檩条做成双螺母上下拉也是比较常见的做法。
4. 若只在下翼缘附近设置拉条,在施工过程中檩条容易侧向扭曲,并且当屋面活荷载(或雪荷载)较大时,檩条容易侧向失稳,美国做法是用30x30小角钢代替拉杆,布置在上下翼缘,在屋脊和檐口处布置交叉剪刀撑
5. 可否认为如果屋面是压型钢板直接用自攻钉固定在檩条上时,屋面板能更有效的阻止檩条的侧向失稳,提供了侧向约束,可以考虑蒙皮效应的作用。如果压型钢板是扣合板或是暗扣板,对檩条的约束作用较差,蒙皮效应较差。另外如果有屋面内板时(一般内板是直接自攻钉固定),此时对檩条的下翼缘失稳起作用,如此考虑布置拉条在檩条的位置。
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6.
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我也认为如果屋面是压型钢板而且直接用自攻钉固定在檩条上时,屋面板能更有效的阻止檩条的侧向失稳。这个时候拉条可不必设置在屋面檩条的靠近上翼缘1/3处;如果有内衬板,拉条布置在檩条中间;如果无内衬板,在风吸力作用下,檩条下翼缘受压,稳定性需要计算(可以按照《门规》附录E的规定计算),然后得出拉条的数量和直径,将其布置在靠近下翼缘处1/3处。
《门规》中也有一个规定:当面板的基板厚度小于0.66mm时,附录E不适用。是否说明只要屋面板的基板厚度小于0.66mm时,而且屋面板直 B
条的整体稳定性就不必计算了?无论上翼缘还是下翼缘?
7. 截面小于C180檩条可以开孔在腹板中心,等于大于C180的檩条开孔可在距上翼缘1/3腹板处.
8. 正常情况下,可仅在檩条的上翼缘附近(1/3处)设置拉条,即使当檩条在风吸力组合作用下下翼缘受压时,若可通过其稳定计算满足也可。如不满足,宜在檩条的上下翼缘附近(1/3处)设置双拉条。
9. 一般情况下檩条上翼缘受压,所以拉条设置在檩条上翼缘1/3高的腹板范围内。
由于需要考虑檩条在风吸力作用下的翼缘受压,需要把拉条设置在下翼缘附近。考虑到蒙皮效应,可以考虑上翼缘的侧向稳定性由自攻螺丝连接的屋面板提供,而只在下翼缘附近设置拉条;但对于非自攻螺丝连接的屋面板,则需要在檩条上下翼缘附近设置双拉条。对于带卷边的C型截面檩条,因在风吸力作用下自由翼缘将向屋脊变形,因此宜采用角钢截面或方管截面作
10. 规范中拉条设置在檩条靠上翼缘处,基本上是由于规范编写时,压型彩钢板还不是很普及,当时屋面基本上是采用石棉瓦等比较重的围护,且一般坡度比较大,此时拉条设置在檩条靠上翼缘处是比较合理的。但现在屋面围护基本上都采用比较轻的材料,檩条和屋面的稳定常常是由风吸力控制的,且屋面板与檩条间可以通过自攻螺钉可靠连接,屋面板在无形中在一定的意义上已经起到了拉条的作用,所以我认为在单层板的情况下将拉条设置在靠檩条下翼缘1/3处是比较合理的。另外,考虑到施工过程中檩条的扭曲,为了便于调整,将檩条做成双螺母上下拉也是比较常见的做法。
为了便于调整,将檩条做成双螺母上下拉也是比较常见的做法。 这里的“双螺母上下拉”是
怎样做法,螺栓孔上下排列,拉杆斜拉吗?
11. 个人认为:
对于檩条或墙梁而言均属于冷弯薄壁构件,其极限承载力及稳定分析与其他结构还是存在一定的区别。首先薄柔截面构件存在一个有效截面问题,也就是说它不是全截面均匀受力构件,其次他还存在一个开口薄壁构件的约束扭转问题,即檩托板作为檩条的支座刚性约束,载荷与剪心不重合时产生的扭矩带来的扭转失稳。这两项问题在规范中体现较少。也就是说冷弯薄壁构件的使用还是存在一定的范围的。《低层房屋系统手册》提出薄壁型钢檩条跨度不宜超过30英尺。至于其原理可参阅郭彦林及张其林的论文,他们用有限条分法或壳元理论做了详细的分析及研究。
针对在合理的跨度且不考虑这两种情况下我想对拉条应该这样解释:拉条的布置第一个作用是减少弱轴方向支撑点之间的距离,使得弱轴的弯矩值减小,这对两个主轴方向惯性矩和截面模量相差较大的构件是重要的。第二个作用是有助于檩条提高整体稳定性,提高构件抗扭刚度。因此对跨度较大的檩条规范有明确的拉条布置要求。
轻钢结构屋面大多采用压型钢板作为维护,采用间距较密的自攻钉或其它紧固件与檩条上翼缘连接后,可视为上翼缘有密布的面外支撑。从而防止檩条构件面外整体失稳的作用。但由于屋面较轻,风载荷吸力作用下存在下翼缘受压失稳状况以及连续檩条支座附近也存在这种问题。为保证下翼缘不至于失稳,应在下翼缘1/4~1/3腹板处设置拉条。在满足1.5米间距作用下可不计算其稳定性。如果屋面板采用暗扣或锁边连接不能作为上翼缘的支撑构件,在跨度较大的情况下我建议上下翼缘均设拉条。同时在拉条平面内设交叉支撑。以确保檩条的稳定性。同时也防止屋面板较长的情况下由于温度收缩拉力作用下导致檩条倾倒。对于两侧均采用屋面板固定情况理论上可不设拉条。同时为了加工及安装方便檩条采用上下开孔,便于统一构件减少现场工人现场挑选构件的时间及错误。
再者参照美国的金属建筑系统,他们的檩条全是采用薄壁角钢作为刚性拉条,并且在屋脊处拉条平面内采用交叉拉条也是有道理的。毕竟这点拉条对建筑物本身不会增加多大用钢量的。用于墙梁亦然。
12. 查了一下《钢结构设计手册(第三版)》,关于拉条计算的问题,没有明确说明怎么算。
而《建筑钢结构设计手册》(1995年 冶金工业出版社)里在496页明确说明了檩条拉条的内力应按连续梁的支承反力计算。设计时按受力最大的一根拉条选择截面,其余受力较小的拉条应选用相同截面。
方钢管檩条方便设拉条吗?
可以设置的,可以通过设置间接连接件来达到目的.也可以通过现场焊接来达到.
只要传力符合原理就可以了.
1,可以制作专门的[型连接件,也可以用小型号的C型檩条,不过国内一般没有高强度的檩条,来实有450MPa的檩条,不过价格是有点贵的,把檩条切成一小段一小段的,在工厂先把一边翼缘焊在方钢管檩条需要设置拉条的相应位置上,另一边的翼缘工厂开孔,就可以用作现场连接拉条用;同样,专门制作的[型连接件也一样,一边焊在方钢管檩条上,另一边开孔用于现场拉条连接;
     上面的方法有点烦琐,但是可以避免在这个环节上现场焊接的工作量。
2,采用角钢连接件,也是把角钢切成一小段有一小段的,一个肢先焊在方钢管檩条上,那么另一肢可以不用开孔,现在安装时直接把拉条焊在角钢连接件的另一肢上。
     上面的方法有一定的现场焊接量,不过可以免去连接件开孔的工序。
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3,使用方钢管檩条,由于方钢管有两个腹板。弱轴方向不像C型或者Z型檩条那样弱,有时候不设置拉条也能达到C型或者Z型檩条设置拉条后的效果,不过前提是需要计算。
附一简图

本文发布于:2024-09-22 14:34:44,感谢您对本站的认可!

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