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轻型钢结构房屋檩条的合理设计

摘要:本文就轻型钢结构房屋檩条的选材、布置、计算等方面探讨其经济性、

合理性。关键词:轻型钢结构房檩条设计

引言

90年初，轻型钢结构房屋开始得到应用。其中以门式刚架为代表的轻钢结

构应用最为广泛，这种结构主要由主刚架体系、檩条和支撑体系、围护体系三大

体系构成。在这三大体系中屋面檩条体系、围护体系都要大量使用檩条，用钢量

占到工程总用钢量30~40%，所以檩条设计的合理，可以有效的降低工程造价，

节约成本。

1.选材

简支、小跨度的檩条宜选用Q235等级的钢材；连续或大跨度的檩条宜选用

Q345等级的钢材。一般情况下,当由强度控制设计时宜用Q345级钢材，充分利

用其屈服强度高的优势。当由刚度控制设计时宜用Q235级钢材，在同等用钢量

的情况下利用其价格优势。当由稳定控制设计时，可根据具体情况选择Q345或

Q235级钢材。

2.檩条间距和跨度的布置

檩条的设计首先应考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、及檩条供货规

格的影响，以确定檩条间距，并根据主刚架的间距确定檩条的跨度。确定最优的

檩条跨度和间距是一个复杂的问题。随着跨度的增大，主刚架及檩条的用量势必

加大。但主刚架榀数的减少可以降低用钢量，檩条间距的加大也可以减少檩条的

用量。厚度更大的檩条也可以降低单位用钢量的价格。但是檩条跨度的加大，支

撑用量也相应增多。所有这些因素需要综合考虑。我国这方面内容的研究相对较

少，英国对90米长的建筑作过系统的研究，结果显示，对于跨度超过20米的框

架，7.5米的框架间距是最优的；对于跨度小于20米的框架，4.5米的框架是最

优的。

3.选型

檩条和墙梁主要选用Z型或C型冷弯薄壁型钢，一般情况下除兼作窗框门

框因建筑需要采用C型墙梁外，其余情况宜优先考虑采用Z型构件，将此两种

型式构件作比较可得出如下结论:

C型构件的剪心与形心有偏心,而Z型构件的剪心与形心重合(如图a示)因此

在重力荷载作用下Z型构件的倾覆力矩要大于C型构件;

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这两种规格檁条在用钢量一样的情况下，绕平行于屋面的轴，Z型檩条截面

特性略大于C型檁条；绕垂直于屋面的轴，在不利一侧Z型檩条截面特性也略

大于C型檁条。而檩条是按平行于屋面和垂直于屋面进行验算，因而Z型檩条

受力性能稍好一些。

对于Z型檩条θ在20°左右时，绕x-x轴、y-y轴的截面特性与绕x1-x1轴、

y1-y1轴的截面特性比较接近，所以Z型檩条适用于屋面坡度比较大的情况。

在屋面坡度较小时，C型檁条自重产生偏心较小，在屋面坡度较大时，Z型

檁条自重产生偏心较小。

Z型构件易于搭接构成连续檩条型式;

C型构件外形宜于作有窗设置的墙面檩条，此时C型墙梁兼作窗框。檩条承

受双向弯矩和扭矩作用,受力较为复杂,同时考虑到便于运输和安装,冷弯薄壁C

型钢与Z型钢檩条截面的高度不宜大于300mm。

4.侧向支撑的设置

4.1屋面板的支撑作用

可以将屋面视为一大构件，承受平行于屋面方向的荷载（如风、地震作用等），

称之为屋面的蒙皮效应。考虑