2.4.1 檁条的截面形式2.4.1 檁条的截面形式 2.4.2 檁条的荷载和荷载组合2.4.2 檁条的荷载和荷载组合 2.4.3 檁条的内力分析2.4.3 檁条的内力分析 2.4.4 檁条的截面选择2.4.4 檁条的截面选择 2.4.5 檁条的构造要求2.4.5 檁条的构造要求
热轧型钢
实腹式
截面
形式
格构式
H型钢
冷弯薄壁型钢下撑式平面桁架式空腹式
实腹式檁条的截面形式
热轧型钢H型钢
冷弯薄壁型钢适用于压型钢板的轻型屋面
这两种檁条适用于荷载较大的屋面。载较大的屋面。
实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。
其中，其中，卷边槽钢(卷边槽钢(亦称C亦称C形钢)形钢)檩条适用于屋面坡度i≤1／i≤1／3的情况。的情况。
直边和斜卷边z直边和斜卷边z形檩条适用于屋面坡度i>1形檩条适用于屋面坡度i>1／i>1／3的情
况。斜卷边Z斜卷边Z形钢存放时可叠层堆放，形钢存放时可叠层堆放，占地少。占地少。做成连续梁檩条时，成连续梁檩条时，构造上也很简单。构造上也很简单。
适用于屋面坡度>1/3
适用于屋面坡度
>1/3
适用于屋面坡度≤适用于屋面坡度≤1/3
用于屋面的C用于屋面的
C型檁条
1．2×永久荷载+1永久荷载+1．+1．4×max{屋面均布活荷max{屋面均布活荷
载，雪荷载}雪荷载}；
1.2×1.2×永久荷载+1永久荷载+1．+1．4×施工检修集中荷载换算
值。
当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响还应进行下式的荷载组合：还应进行下式的荷载组合：
时，
1.0×1.0×永久荷载+1永久荷载+1．+1．4×风吸力荷载。风吸力荷载。
设置在刚架斜梁上的檩条在垂直于地面的均布荷
载作用下，载作用下，沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作
用，属于双向受弯构件（属于双向受弯构件（与一般受弯构件不同）与一般受弯构件不同）。
在进行内力分析时，在进行内力分析时，首先要把均布荷载分解为沿
截面形心主轴方向的荷载分量qx 截面形心主轴方向的荷载分量qx 、qx 、qy。qy。
C型檩条在荷载作用下计算简图如下：型檩条在荷载作用下计算简图如下：
Y
qqy
Xqx
X
当屋面坡度i≤1/3时i≤1/3时，qx值较小qx值较小，值较小，檁条近似为单向受弯构件。
qx=qsinαqy=qcosα
αY
q表示垂直向下重力荷载；表示垂直向下重力荷载；α为屋面坡度
Z型檩条在荷载作用下计算简图如下：型檩条在荷载作用下计算简图如下：
Y1
Yqy
q
qy=qcos(α−θ)
xX1X
当屋面坡度：当屋面坡度：
i>1/3α≈θ檁条近似为沿x檁条近似为沿x主轴方向单向受弯。
θXX1
qx=qsin(α−θ)
当α=θ时
q = qyqx = 0
α
Y
Y1
θ为Z型檁条两个主轴的夹角；型檁条两个主轴的夹角；α为屋面坡度。为屋面坡度。
当跨中设置一道拉条时檁条的计算简图及内力
qy
简支梁的跨中弯矩对X 简支梁的跨中弯矩对X轴:
1 1 2 2 Mx max = q y l = ql cos α 8 8
qx
连续梁的支座及跨间弯矩对Y 连续梁的支座及跨间弯矩对Y轴：
q x l 2 ql 2 My = = sin α 32 32
q x l 2 ql 2 My = = sin α 64 64
檩条的内力计算
拉条设置 情况 无拉条
由
q x产生的内力
V y max
由
q y产生的内力
Vx max
0.5q y l
1 2 q yl 8
1 q yl 2 8
M y max
M x max
1 2 qxl 8
拉条处负弯矩 1 q xl 2 32 拉条与支座间正弯矩
0.5q x l
跨中有一道 拉条
0.625q x l
0.5q y l
1 qxl 2 64
拉条处负弯矩 1 qxl 2 三分点处各有 90 一道拉条 拉条与支座间正弯矩
0.367 q x l
1 q yl 2 8
0.5q y l
1 qxl 2 360
1.5.4
檩条的截面验算 —强度、 强度、整体稳定、 整体稳定、变形
强度计算 —按双向受弯构件计算 当屋面能阻止檩条的失稳和扭转时， 当屋面能阻止檩条的失稳和扭转时，可按下列强 度公式验算截面： 度公式验算截面：
Mx My + ≤ f Wenx Weny
Mx 、 M y
——对截面x 对截面x轴和y 轴和y轴的弯距； 轴的弯距；
Wenx、Weny ——对两个形心主轴的有效净截面模量
M y max作用下引起截面 檩条在最大弯矩 M x max、 正应力符号如下图所示（ 正应力符号如下图所示（正号表示拉应力， 正号表示拉应力，负 号表示压应力）。 号表示压应力）。
qy
1(-) x 3(+)
y
2(-) x
1(-) x
y 2(+)
qx x
y 4(+) M xmax
3(-) y 4(+) M ymax
截面1.2.3.4 截面1.2.3.4点正应力计算公式如下 1.2.3.4点正应力计算公式如下： 点正应力计算公式如下：
M x max M y max σ1 = − − ≤ f (Wx )1 (W y )1
（最大压应力） 最大压应力）
M x max M y max σ2 = − + ≤ f (Wx )2 (W y )2
M x max M y max σ3 = − ≤ f (Wx )3 (W y )3
M x max M y max σ4 = + ≤ f (Wx )4 (W y )4
（最大拉应力） 最大拉应力）
整体稳定计算 当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时( 当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时(如 采用扣合式屋面板时) 采用扣合式屋面板时)，应按稳定公式验算截面： 应按稳定公式验算截面：
对两个形心主轴的有效截面模量； Wex、Wey—对两个形心主轴的有效截面模量； 梁的整体稳定系数，按规范规定计算。 按规范规定计算。 ϕ —梁的整体稳定系数，
bx
变形计算 实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。 实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。 对卷边槽形截面的两端简支檩条： 对卷边槽形截面的两端简支檩条：
对Z形截面的两端简支檩条 ：
容许挠度[v] 容许挠度[v]按下表取值 [v]按下表取值 檩条的容许挠度限值 仅支承压型钢板屋面 （承受活荷载或雪荷载） 承受活荷载或雪荷载） 有吊顶 有吊顶且抹灰
l 150
l 240
l 360
1.5.5
檁条的构造要求
当檩条跨度大于4m 当檩条跨度大于4m时 4m时，应在檩条间跨中位置设置 拉条。 拉条。当檩条跨度大于6m 当檩条跨度大于6m时 6m时，应在檩条跨度三分 应在檩条跨度三分 点处各设置一道拉条。 点处各设置一道拉条。 拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并且提供x 拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并且提供x 轴方向的中间支点。 轴方向的中间支点。此中间支点的力需要传到刚 度较大的构件， 度较大的构件，需要在屋脊或檐口处设置斜拉条 和刚性撑杆。 刚性撑杆。
拉条和撑杆的布置
斜拉条
拉条隅撑
撑杆
檩条
屋面拉条布置
当风吸力超过屋面永久荷载时，当风吸力超过屋面永久荷载时，横向力的指向相反。相反。此时Z此时Z形钢檀条的斜拉条需要设置在屋脊处，脊处，而卷边槽钢檩条则需设在屋檐处。而卷边槽钢檩条则需设在屋檐处。 因此，因此，为了兼顾两种情况，为了兼顾两种情况，在风荷载大的地区或是在屋檐和屋脊处都设置斜拉条，或是在屋檐和屋脊处都设置斜拉条，或是把横拉条和斜拉条都做成可以既承拉力又承压力的刚性杆。刚性杆。
拉条通常用圆钢做成，拉条通常用圆钢做成，圆钢直径不宜小于10mm圆钢直径不宜小于10mm。10mm。圆钢拉条可设在距檩条上翼缘1圆钢拉条可设在距檩条上翼缘1／3腹板高度范围内。
当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时，当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时，屋面宜用自攻螺钉直接与檩条连接，自攻螺钉直接与檩条连接，拉条宜设在下翼缘附近。
为了兼顾无风和有风两种情况，为了兼顾无风和有风两种情况，可在上、可在上、下翼缘附近交替布置。附近交替布置。
拉条、拉条
、撑杆与檩条的连接见图所示，撑杆与檩条的连接见图所示，斜拉条可弯折，可弯折，也可不弯折。也可不弯折。前一种方法要求弯折的直线长度不超过15mm线长度不超过15mm，15mm，后一种方法则需要通过斜垫板或角钢与檩条连接。板或角钢与檩条连接。
连接角钢
屋架横向水平支撑与刚架梁连接节点构造
实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，檩托可用角钢和钢板做成，用角钢和钢板做成，檩条与檩托的连接螺栓不应少于2少于2个，并沿檩条高度方向布置，并沿檩条高度方向布置，见下图。见下图。设置檩托的目的是为了阻止檩条端部截面的扭转，檩托的目的是为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性。增强其整体稳定性。
当采用扣合式屋面板时，当采用扣合式屋面板时，拉条的设置根据檩条的稳定计算确定。的稳定计算确定。
刚性撑杆可采用钢管、刚性撑杆可采用钢管、方钢或角钢做通常按压杆的刚度要求选择截面:通常按压杆的刚度要求选择截面:成，
[λ]≤200
拉条为檩条的平面外支承点，拉条为檩条的平面外支承点，因此拉条所受拉力即为檩条承受的水平荷载。力即为檩条承受的水平荷载。拉条支承处支座反力为：反力为：当檩条跨中设一道拉条时：当檩条跨间三分点处设二道拉条时：
拉条所需要的截面面积计算公式：拉条所需要的截面面积计算公式：
An
f—拉条净截面面积；拉条净截面面积；—钢材设计强度。钢材设计强度。
2.4.1 檁条的截面形式2.4.1 檁条的截面形式 2.4.2 檁条的荷载和荷载组合2.4.2 檁条的荷载和荷载组合 2.4.3 檁条的内力分析2.4.3 檁条的内力分析 2.4.4 檁条的截面选择2.4.4 檁条的截面选择 2.4.5 檁条的构造要求2.4.5 檁条的构造要求
热轧型钢
实腹式
截面
形式
格构式
H型钢
冷弯薄壁型钢下撑式平面桁架式空腹式
实腹式檁条的截面形式
热轧型钢H型钢
冷弯薄壁型钢适用于压型钢板的轻型屋面
这两种檁条适用于荷载较大的屋面。载较大的屋面。
实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。
其中，其中，卷边槽钢(卷边槽钢(亦称C亦称C形钢)形钢)檩条适用于屋面坡度i≤1／i≤1／3的情况。的情况。
直边和斜卷边z直边和斜卷边z形檩条适用于屋面坡度i>1形檩条适用于屋面坡度i>1／i>1／3的情
况。斜卷边Z斜卷边Z形钢存放时可叠层堆放，形钢存放时可叠层堆放，占地少。占地少。做成连续梁檩条时，成连续梁檩条时，构造上也很简单。构造上也很简单。
适用于屋面坡度>1/3
适用于屋面坡度
>1/3
适用于屋面坡度≤适用于屋面坡度≤1/3
用于屋面的C用于屋面的
C型檁条
1．2×永久荷载+1永久荷载+1．+1．4×max{屋面均布活荷max{屋面均布活荷
载，雪荷载}雪荷载}；
1.2×1.2×永久荷载+1永久荷载+1．+1．4×施工检修集中荷载换算
值。
当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响还应进行下式的荷载组合：还应进行下式的荷载组合：
时，
1.0×1.0×永久荷载+1永久荷载+1．+1．4×风吸力荷载。风吸力荷载。
设置在刚架斜梁上的檩条在垂直于地面的均布荷
载作用下，载作用下，沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作
用，属于双向受弯构件（属于双向受弯构件（与一般受弯构件不同）与一般受弯构件不同）。
在进行内力分析时，在进行内力分析时，首先要把均布荷载分解为沿
截面形心主轴方向的荷载分量qx 截面形心主轴方向的荷载分量qx 、qx 、qy。qy。
C型檩条在荷载作用下计算简图如下：型檩条在荷载作用下计算简图如下：
Y
qqy
Xqx
X
当屋面坡度i≤1/3时i≤1/3时，qx值较小qx值较小，值较小，檁条近似为单向受弯构件。
qx=qsinαqy=qcosα
αY
q表示垂直向下重力荷载；表示垂直向下重力荷载；α为屋面坡度
Z型檩条在荷载作用下计算简图如下：型檩条在荷载作用下计算简图如下：
Y1
Yqy
q
qy=qcos(α−θ)
xX1X
当屋面坡度：当屋面坡度：
i>1/3α≈θ檁条近似为沿x檁条近似为沿x主轴方向单向受弯。
θXX1
qx=qsin(α−θ)
当α=θ时
q = qyqx = 0
α
Y
Y1
θ为Z型檁条两个主轴的夹角；型檁条两个主轴的夹角；α为屋面坡度。为屋面坡度。
当跨中设置一道拉条时檁条的计算简图及内力
qy
简支梁的跨中弯矩对X 简支梁的跨中弯矩对X轴:
1 1 2 2 Mx max = q y l = ql cos α 8 8
qx
连续梁的支座及跨间弯矩对Y 连续梁的支座及跨间弯矩对Y轴：
q x l 2 ql 2 My = = sin α 32 32
q x l 2 ql 2 My = = sin α 64 64
檩条的内力计算
拉条设置 情况 无拉条
由
q x产生的内力
V y max
由
q y产生的内力
Vx max
0.5q y l
1 2 q yl 8
1 q yl 2 8
M y max
M x max
1 2 qxl 8
拉条处负弯矩 1 q xl 2 32 拉条与支座间正弯矩
0.5q x l
跨中有一道 拉条
0.625q x l
0.5q y l
1 qxl 2 64
拉条处负弯矩 1 qxl 2 三分点处各有 90 一道拉条 拉条与支座间正弯矩
0.367 q x l
1 q yl 2 8
0.5q y l
1 qxl 2 360
1.5.4
檩条的截面验算 —强度、 强度、整体稳定、 整体稳定、变形
强度计算 —按双向受弯构件计算 当屋面能阻止檩条的失稳和扭转时， 当屋面能阻止檩条的失稳和扭转时，可按下列强 度公式验算截面： 度公式验算截面：
Mx My + ≤ f Wenx Weny
Mx 、 M y
——对截面x 对截面x轴和y 轴和y轴的弯距； 轴的弯距；
Wenx、Weny ——对两个形心主轴的有效净截面模量
M y max作用下引起截面 檩条在最大弯矩 M x max、 正应力符号如下图所示（ 正应力符号如下图所示（正号表示拉应力， 正号表示拉应力，负 号表示压应力）。 号表示压应力）。
qy
1(-) x 3(+)
y
2(-) x
1(-) x
y 2(+)
qx x
y 4(+) M xmax
3(-) y 4(+) M ymax
截面1.2.3.4 截面1.2.3.4点正应力计算公式如下 1.2.3.4点正应力计算公式如下： 点正应力计算公式如下：
M x max M y max σ1 = − − ≤ f (Wx )1 (W y )1
（最大压应力） 最大压应力）
M x max M y max σ2 = − + ≤ f (Wx )2 (W y )2
M x max M y max σ3 = − ≤ f (Wx )3 (W y )3
M x max M y max σ4 = + ≤ f (Wx )4 (W y )4
（最大拉应力） 最大拉应力）
整体稳定计算 当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时( 当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时(如 采用扣合式屋面板时) 采用扣合式屋面板时)，应按稳定公式验算截面： 应按稳定公式验算截面：
对两个形心主轴的有效截面模量； Wex、Wey—对两个形心主轴的有效截面模量； 梁的整体稳定系数，按规范规定计算。 按规范规定计算。 ϕ —梁的整体稳定系数，
bx
变形计算 实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。 实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。 对卷边槽形截面的两端简支檩条： 对卷边槽形截面的两端简支檩条：
对Z形截面的两端简支檩条 ：
容许挠度[v] 容许挠度[v]按下表取值 [v]按下表取值 檩条的容许挠度限值 仅支承压型钢板屋面 （承受活荷载或雪荷载） 承受活荷载或雪荷载） 有吊顶 有吊顶且抹灰
l 150
l 240
l 360
1.5.5
檁条的构造要求
当檩条跨度大于4m 当檩条跨度大于4m时 4m时，应在檩条间跨中位置设置 拉条。 拉条。当檩条跨度大于6m 当檩条跨度大于6m时 6m时，应在檩条跨度三分 应在檩条跨度三分 点处各设置一道拉条。 点处各设置一道拉条。 拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并且提供x 拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并且提供x 轴方向的中间支点。 轴方向的中间支点。此中间支点的力需要传到刚 度较大的构件， 度较大的构件，需要在屋脊或檐口处设置斜拉条 和刚性撑杆。 刚性撑杆。
拉条和撑杆的布置
斜拉条
拉条隅撑
撑杆
檩条
屋面拉条布置
当风吸力超过屋面永久荷载时，当风吸力超过屋面永久荷载时，横向力的指向相反。相反。此时Z此时Z形钢檀条的斜拉条需要设置在屋脊处，脊处，而卷边槽钢檩条则需设在屋檐处。而卷边槽钢檩条则需设在屋檐处。 因此，因此，为了兼顾两种情况，为了兼顾两种情况，在风荷载大的地区或是在屋檐和屋脊处都设置斜拉条，或是在屋檐和屋脊处都设置斜拉条，或是把横拉条和斜拉条都做成可以既承拉力又承压力的刚性杆。刚性杆。
拉条通常用圆钢做成，拉条通常用圆钢做成，圆钢直径不宜小于10mm圆钢直径不宜小于10mm。10mm。圆钢拉条可设在距檩条上翼缘1圆钢拉条可设在距檩条上翼缘1／3腹板高度范围内。
当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时，当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时，屋面宜用自攻螺钉直接与檩条连接，自攻螺钉直接与檩条连接，拉条宜设在下翼缘附近。
为了兼顾无风和有风两种情况，为了兼顾无风和有风两种情况，可在上、可在上、下翼缘附近交替布置。附近交替布置。
拉条、拉条
、撑杆与檩条的连接见图所示，撑杆与檩条的连接见图所示，斜拉条可弯折，可弯折，也可不弯折。也可不弯折。前一种方法要求弯折的直线长度不超过15mm线长度不超过15mm，15mm，后一种方法则需要通过斜垫板或角钢与檩条连接。板或角钢与檩条连接。
连接角钢
屋架横向水平支撑与刚架梁连接节点构造
实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，檩托可用角钢和钢板做成，用角钢和钢板做成，檩条与檩托的连接螺栓不应少于2少于2个，并沿檩条高度方向布置，并沿檩条高度方向布置，见下图。见下图。设置檩托的目的是为了阻止檩条端部截面的扭转，檩托的目的是为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性。增强其整体稳定性。
当采用扣合式屋面板时，当采用扣合式屋面板时，拉条的设置根据檩条的稳定计算确定。的稳定计算确定。
刚性撑杆可采用钢管、刚性撑杆可采用钢管、方钢或角钢做通常按压杆的刚度要求选择截面:通常按压杆的刚度要求选择截面:成，
[λ]≤200
拉条为檩条的平面外支承点，拉条为檩条的平面外支承点，因此拉条所受拉力即为檩条承受的水平荷载。力即为檩条承受的水平荷载。拉条支承处支座反力为：反力为：当檩条跨中设一道拉条时：当檩条跨间三分点处设二道拉条时：
拉条所需要的截面面积计算公式：拉条所需要的截面面积计算公式：
An
f—拉条净截面面积；拉条净截面面积；—钢材设计强度。钢材设计强度。