（电子版）李国胜《工业建筑》论文---门式刚架实腹式檩条和墙梁的正确设计方法.doc

门式刚架实腹式檩条和墙梁的正确设计方法

李国胜1,2

（1铜陵市建筑工程施工图设计文件审查有限公司，铜陵244000；

2铜陵市建设工程质量监督监测有限公司，铜陵244000）

[摘要]门式刚架结构中实腹式檩条和墙梁的设计较复杂，涉及到屋面板和墙板的约束问题，拉条设置问题，角区、边区和中间区风荷载系数取值问题，屋面积雪分布系数取值问题，高低屋面及相邻房屋有高低差时,较低屋面的雪堆积和漂移取值问题，墙梁是否承担墙板自重问题，抗风柱与钢梁下翼缘相连时在山墙风荷载作用下端开间檩条产生附加拉力问题，等等。对这些问题进行分析总结具有现实意义。

[关键词]门式刚架；檩条；墙梁；拉条设置；约束翼缘；整体稳定；风荷载系数；屋面积雪分布系数；基本风压；基本雪压；雪堆载；雪漂移

中图分类号：文献标示码：A

0引言

门式刚架轻型房屋钢结构（简称门式刚架）是指承重结构采用变截面或等截面实腹刚架，围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层房屋，在厂房建筑中应用非常广泛。其中檩条和墙梁的设计较复杂，涉及到屋面板和墙板的约束问题，拉条设置问题，角区、边区和中间区风荷载系数取值问题，屋面积雪分布系数取值问题，高低屋面及相邻房屋有高低差时较低屋面的雪堆积和漂移取值问题，墙梁是否承担墙板自重问题，抗风柱与钢梁下翼缘相连时在山墙风荷载作用下端开间檩条产生附加拉力问题，等等。笔者在长期的施工图审查工作中，发现绝大多数檩条和墙梁设计图纸都有错误。因此，对这些问题进行分析总结有现实意义。

1檩条计算

1.1檩条计算公式

对于实腹式檩条计算，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015[1]（简称门刚规范）第9.1.5条规定应符合下列要求（由于檩条计算不由抗剪强度控制，因此，以下均不涉及檩条抗剪强度问题）：

（1）门刚规范第9.1.5条第1款规定：当屋面能阻止檩条侧向位移和扭转时，实腹式檩条可仅做强度计算，不做整体稳定计算。抗弯强度可按下列公式计算：

Mx’/Wenx’≤f（1）

式中：Mx’为腹板平面内的弯矩设计值，N.mm;Wenx’为按腹板平面内计算的有效净截面模量（对冷弯薄壁型钢）或净截面模量（对热轧型钢），mm3；

f为钢材抗弯强度设计值，N/mm2。

门刚规范第9.1.5条第2款规定：当屋面

不能阻止檩条侧向位移和扭转时，应按下式计算檩条的稳定性：

Mx/（ψbyWenx）+My/Weny≤f（2）

式中：Mx、My分别为对截面主轴x、y轴的弯矩设计值，N.mm;Wenx、Weny分别为对截面主轴x、y轴的有效净截面模量（对冷弯薄壁型钢）或净截面模量（对热轧型钢），mm3;ψby为梁的整体稳定性系数，冷弯薄壁型钢构件按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018，热轧型钢构件按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017的规定计算。

（3）门刚规范第9.1.5条第3款规定：在风吸力作用下，受压下翼缘的稳定性应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018的规定计算；当受压下翼缘有内衬板约束且能防止檩条截面扭转时，整体稳定性可不做计算。

1.2檩条计算的荷载组合

一般情况下檩条设计采用下面两种（最不利）

荷载组合：

第1种荷载组合（向下）：p1=1.2恒载+1.4（活载+0.6风载（压力）+0.9积灰）。

第2种荷载组合（向上）：p2=1.0恒载+1.4风载（吸力）。

1.3计算书中“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”的选项问题

用程序计算檩条时，计算书中有“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”的选项，勾选时为满足门刚规范第9.1.5条第1款“屋面能阻止檩条侧向位移和扭转”；不勾选时为门刚规范第9.1.5条第2款“屋面不能阻止檩条侧向位移和扭转”。

由于檩条设计的第1种荷载组合是檩条上翼缘受压，计算书中“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”选项非常重要，勾选时，仅需按门刚规范第9.1.5条第1款做强度计算；不勾选时，需按门刚规范第9.1.5条第2款进行檩条整体稳定性计算，为满足抗弯承载力，需要的檩条截面比勾选时大。

笔者在图纸审查时发现，几乎所有设计都勾选“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”，实际上不一定正确。屋面板与檩条的连接方式有三种，图1为国家标准图集15G08-6[2]第54页三种做法：直立缝锁边连接（图1（a））、扣合式连接（图1（b））和螺钉连接（图1（c））。门刚规范第

（a）直立缝锁边连接

（b）扣合式连接

（c）螺钉连接

图1屋面板与檩条的连接方