屋面方管主檩条计算技术手册.docx

屋面方管主檩条计算技术手册屋面方管主檩条计算主要遵循 《冷弯薄壁型钢构造技术标准》GB50018-2023 及《钢构造设计标准》 GB50017-2023 中相关规定屋面主檩条承受次檩条传来的集中力作用，且集中力间距一样， 取最不利排列求最大弯矩当檩条构件的壁厚不大于 6mm，且不小于 1.5mm〔主承重构件壁厚不小于 2mm〕时，可以按《冷弯薄壁型钢构造技术标准》相关条款计算，当超过6mm 时，宜按《钢构造设计标准》相关条款按钢构造构件计算檩条一般设计成单跨简支构件，实腹式檩条也可设计成连续构件本文按简支构造计算主檩条在设计过程中，可以考虑次檩条对主檩条供给的侧向支承作用当次檩条直接支承压型钢板屋面时，其挠度限值为 L/150；当尚有吊顶时，其挠度限值为 L/240；当仅支承的屋面材料为水泥制品瓦材屋面时，其挠度限值为 L/200因此主檩条挠度限值应在此根底上适当提高方管檩条截面特性计算：按方管〔矩形管〕截面计算构件的相关特征数据，参见《方钢管截面计算用户手册》、《矩形钢管截面计算用户手册》冷弯效应的强度设计值：计算全截面有效的受拉、受压或受弯构件的强度，可承受考虑冷弯效应的强度设计值。

对经退火、焊接和热镀锌等热处理的冷弯薄壁型钢构件不得承受考虑冷弯效应的强度设计值全截面有效时，强度设计值 需用考虑冷弯效应的强度设计值来代替注：承受 时需满足几个条件，即为构件为冷弯型钢；未经热处理；全截面有效参数说明： 为成型方式系数，对于冷弯高频焊〔圆变〕方、矩形管，取取 ；；对于圆管和其他方式成型的方、矩形管及开口型钢，为钢材的抗拉强度与屈服强度的比值，对于 Q235 钢可取，对于 Q345 钢可取 ；为型钢截面所含棱角数目；为型钢截面上第 个棱角所对应的圆周角，以弧度为单位；为型钢截面中心线的长度，可取型钢截面积与其厚度的比值方管檩条强度计算： 方管主檩为受弯构件：对于弯矩作用，需考虑构件自重、次檩条反力方向性，并加以组合针对型钢面外，次檩条可认为是侧向支承点参数说明： 为构件所受绕X 轴弯矩作用； 为构件所受绕Y 轴弯矩作用；为对截面主轴X 轴的有效净截面模量；为对截面主轴Y 轴的有效净截面模量；为钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值，按下表承受：注：当檩条材质为其他时，应依据相应的材料参数确定 值当构件壁厚或成型方式不满足《冷弯薄壁型钢构造技术标准》要求时，按《钢构造设计标准》进展验算〔不考虑冷弯效应强度设计值〕：受弯构件：计算方法及参数含义可参见《受弯构件技术手册》。

方管檩条构件中受压板件有效宽厚比计算〔仅当按《冷弯薄壁型钢构造技术标准》计算时如此计算〕：对于方管檩条，构件腹板为加劲板件，其支承边为上下翼缘；构件上下翼缘为加劲板件，其支承边为腹板板件的受拉局部按全部有效计受压板件有效宽厚比按以下公式计算： 当 时： 当 时：当 时： 参数说明： 为板件宽度； 为板件厚度；为板件有效宽度；为压应力分布不均匀系数， ：对于压弯构件、受弯构件及拉弯构件，截面上各板件的压应力分布不均匀系数 应由构件毛截面按强度计算，不考虑双力矩的影响为受压板件边缘的最大压应力，取正值；为受压板件另一边缘的应力，以压应力为正，拉应力为负； 为计算系数， ，当 时，取 ；为板件受压区宽度，当 时， ；当 时， ； 为计算系数， ，其中 按以下要求确定：对于压弯构件，最大压应力板件的 取钢材的强度设计值 ，其余板件的最大压应力按 推算例如在双向弯矩作用下按毛截面计算得出上翼缘 1 点为最大压应力位置，则此点取为 ，其余的上翼缘的2 点和下翼缘的 3、4 点均按实际毛截面压应力分布系数 ，由 1 点的 推算得出对于受弯构件及拉弯构件，板件最大压应力应由构件毛截面强度计算得出。

为板件受压稳定系数；为板组约束系数，假设不计相邻板件的约束作用，可取 对于方管檩条，计算毛截面上下翼缘四个角点的强度由此可求压应力分布不均匀系数，计算系数 、板件受压区宽度 ，在其他各参数的状况下，仅需计算板件受压稳定系数 和板组约束系数 ， 即可得到唯一未知的计算系数 ，并进一步计算出受压板件的有效宽度 受压板件的稳定系数 按以下公式计算： 加劲板件当 时： 当 时：注：当 时，计算 的各式按 时的计算值承受受压板件的板组约束系数 按以下公式计算： 当 时： 当 时： 其中：参数说明： 为计算板件的宽度；为与计算板件邻接的板件〔不包含卷边加劲〕的宽度，假设计算板件两边均有邻接板件时，即计算板件为加劲板件时，取压应力较大的一边；为计算板件的受压稳定系数； 为邻接板件的受压稳定系数当 时，取 ， 为 的上限值对于加劲板件 ；对于局部加劲板件 当计算板件只有一边有邻接板件，即计算板件为非加劲板件或局部加劲板件，且邻接板件受拉时，取 C 型檩条构件中受压板件有效宽度位置计算：当受压板件的宽厚比大于前文中的有效宽厚比时，受压板件的有效截面应自截面的受压局部按以下图所示位置扣除其超出局部〔图中不带斜线局部〕来确定，截面的受拉局部全部有效。

上图中的 、 按以下规定计算： 对于加劲板件：当 时： ，当 时： ，对于局部加劲板件及非加劲板件：，确定各板件在计算组合作用下的有效宽度及失效位置后，需依据实际截面的有效局部重计算截面的截面特性数据〔中和轴位置改变〕并依据实际荷载组合，在该组合作用下重计算截面四个角点的强度，并推断其是否满足要求荷载组合中按 1.2 恒+1.4 活、1.0 恒-1.4 负风吸、1.2 恒+1.4 正风压、1.2 恒+1.4 活+0.84 正风压、1.0 恒+1.4 活-0.84 负风吸、1. 2 恒+0.98 活+1.4 正风压、1.0 恒+0.98 活-1.4 负风吸、1.2 恒+1.4 施工考虑，积灰荷载与活载同时考虑；当计算挠度时取最不利的两种组合，并按标准值考虑留意檩条自重不行无视注：各种组合中先推断出最不利组合之后进展计算，并依据所计算组合的当前状态下计算其对应的有效截面组合不同时，有效截面也不同C 型檩条稳定计算当檩条在受弯作用下，假设构件板件消灭未被约束的受压板件， 即需计算构件的稳定性受弯构件：参数说明： 为构件所受绕X 轴弯矩作用； 为构件所受绕Y 轴弯矩作用；为对截面主轴X 轴的有效截面模量；为对截面主轴Y 轴的有效截面模量；为受弯构件的整体稳定系数，按下文给出的方法计算； 为钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值。

为受弯构件的整体稳定系数，按下文介绍的方法计算当绕对称轴 X 轴弯曲时，其整体稳定系数应按下式计算：参数说明： 为构件毛截面面积； 为构件截面高度；为构件在弯矩作用平面外的长细比； 为构件的侧向计算长度， ；为构件侧向计算长度系数，按下文表格承受； 为构件的跨度；、 为系数，按下文表格承受；为横向荷载作用点到弯心的距离：对于偏心压杆或当横向荷载作用在弯心时 ；当荷载不作用在弯心且荷载方向指向弯心时为负，而离开弯心时 为正；为对X 轴的受压边缘毛截面模量； 为毛截面扇性惯性矩；为对Y 轴的毛截面惯性矩； 为扭转惯性矩如按上列公式算得的式计算：，则应以值代替 ， 值应按下由稳定计算公式可知，构件受压板件需做有效宽度计算后取有效截面特性，所以其有效板件的计算方法可以参考前文中强度计算中的内容，按此方法求解此种情形下构件的有效宽度此局部内容不再重复介绍当构件壁厚或成型方式不满足《冷弯薄壁型钢构造技术标准》要求时，按《钢构造设计标准》进展验算〔不考虑冷弯效应强度设计值〕：受弯构件： 标准仅给出此限值，且此限值较简洁满足，所以标准中未给出超出此限值后的稳定计算方法对于方管截面局部稳定需满足：计算方法及参数含义可参见《受弯构件技术手册》。

对于方管檩条，对上下翼缘四个角点分别进展稳定验算确定各板件在计算组合作用下的有效宽度及失效位置后，需依据实际截面的有效局部重计算截面的截面特性数据〔中和轴位置转变〕并依据实际荷载组合，在该组合作用下重计算截面四个角点的稳定，并推断其是否满足要求荷载组合中按 1.2 恒+1.4 活、1.0 恒-1.4 负风吸、1.2 恒+1.4 正风压、1.2 恒+1.4 活+0.84 正风压、1.0 恒+1.4 活-0.84 负风吸、1.2 恒+0.98 活+1.4 正风压、1.0 恒+0.98 活-1.4 负风吸、1.2 恒+1.4 施工考虑，积灰荷载与活载同时考虑；注：各种组合中先推断出最不利组合之后进展计算，并依据所计算组合的当前状态下计算其对应的有效截面组合不同时，有效截面也不同特别留意上下翼缘分别产生受压的不同组合状态，均需进展验算当受压翼缘有牢靠约束阻挡其失稳时可不计算稳定性；构件完全受拉时可不计算稳定当构件消灭未受约束的受压板件时即需进展稳定验算方管檩条弯矩、挠度计算：弯矩依据集中力的分布按设计值计算挠度计算过程中，要考虑不同荷载组合及施工荷载组合下等各种组合值，取最大挠度需满足挠度限值，且按标准值计算。

集中力数目计算：受集中力数目可能为u 或 u-1〔u 为正整数〕；假定受集中力数目为 u，利用 u 判别最终确定的最大弯矩状态下的受力个数：当 u 为奇数时：假设数〕；，则实际受力个数为 〔奇假设 ，则实际受力个数为 〔偶数〕当u 为偶数时：假设数〕；，则实际受力个数为 〔偶假设 ，则实际受力个数为 〔奇数〕最终确定的受集中力个数为 个按近似方法计算弯矩及挠度：当 时最大弯矩： 当n 为奇数时 当n 为偶数时按主轴受弯构件验算其挠度当n 为奇数时当n 为偶数时当 时最大弯矩： 当 n 为奇数时 当n 为偶数时按主轴受弯构件验算其挠度当n 为奇数时当n 为偶数时对弯矩计算可以不承受近似方法，参见吊车梁计算过程中的弯矩求极值方法：当n 为奇数时：最大弯矩作用点在跨中，此时第个集中力刚好位于跨中：其中m 值到为止当n 为偶数时：最大弯矩作用点在C 点〔第个集中力处〕， ：其中m 值到为止。