CN107090943B - 隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系。包括钢梁、檩条、隅撑、拉条、檩托和连接板，钢梁上翼缘顶面固定连接有檩托，檩托与檩条中部固定连接，檩条与钢梁垂直布置，钢梁下翼缘的两侧分别和腹板之间固定连接有连接板，檩条两端均连接有隅撑，隅撑斜撑地连接在檩条和连接板之间；相邻两根檩条之间连接有拉条；所述拉条通过拉条连接角钢连接在相邻两根檩条任意处之间或者隅撑和檩条相连接处的相邻两根檩条之间。本发明形成一个稳固的空间受力体系，同时可以减小檩条的面内、面外计算长度，有利于檩条的设计满足，提高屋面体系的空间整体受力性能；可广泛应用于由钢梁、檩条、隅撑和拉条组成的轻型钢结构屋面的设计中。

Description

隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系

技术领域

本发明涉及一种轻型钢屋面檩条体系，尤其是涉及一种隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系，可广泛应用于轻钢厂房的屋面檩条系统中。

背景技术

在轻钢厂房中，整个建筑由结构体系和围护体系组成。结构体系由门式刚架、立面支撑、屋面水平支撑系统组成，形成一个稳固的框架。围护体系由屋面体系和墙面体系组成，附着在结构体系上，形成完整的满足使用功能的轻型钢结构厂房。

在屋面围护体系中，主要由檩条、隅撑、拉条、屋面板组成。屋面板用自攻钉或固定座固定在檩条上，檩条通过檩托固定在门式刚架上，拉条按一定间距从屋脊将各檩条拉结起来，隅撑将门式刚架横梁的下翼缘与檩条连接起来。

檩条的作用是将屋面板的荷载有效的传递到门式刚架上，檩条需要有较好的抗弯强度、刚度和稳定性。檩条一般采用Z型或C型冷弯薄壁型钢，面内强度、刚度、稳定性由钢梁的跨度决定。由于檩条的面外刚度较弱，常常通过沿檩条的跨度方向设置几道拉条，来提供檩条的面外约束，减小檩条的面外计算长度，来保证檩条的面外稳定性。

在实际应用中，拉条往往是分段设置的，为了连接装配方便，相邻两个拉条的轴线并不在一条直线上，而是连接在檩条上有一定间距的两个螺栓孔上。相邻两个拉条轴力的偏心对于檩条局部产生一个弯矩，檩条在该弯矩作用下，由于檩条壁厚很薄，刚度很弱，很容易形成局部扭转变形。这样会造成拉条的轴向位移，引起拉条松弛，不能很好的为檩条提供面外支撑刚度，不能有效的减小檩条的面外计算长度。

隅撑的作用是将檩条和门式刚架横梁连接起来，形成三角形稳固结构。这样檩条可以通过隅撑为门式刚架横梁提供支撑，避免门式刚架横梁的面外失稳，减小门式刚架横梁的面外计算长度。同时，门式刚架横梁也可以通过隅撑为檩条提供支撑，减小檩条的有效计算长度。

在实际应用中，檩条与隅撑连接处，在隅撑、檩条形成的三角形面外并没有任何约束，在这里一般不设置拉条，这就容易使檩条在面外有一定的失稳位移，降低了隅撑对檩条的支撑作用，对檩条的计算长度折减，不能起到有效作用。

基于以上技术背景，需要对隅撑、檩条、门式刚架横梁系统进行结构体系优化，提高拉条与檩条连接处的刚度，并充分利用隅撑、檩条和拉条三者的互相协同受力关系，增强屋面檩条体系的整体性，发挥空间协同受力性能，能节省屋面用钢量，有较大的经济性能。

发明内容

为了克服现有檩条体系中拉条连接点处檩条局部刚度弱、拉条松弛的缺点，以及隅撑檩条连接处面外无约束刚度的缺点，本发明提出了一种隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系：通过改善拉条的连接节点做法，提高拉条的轴向刚度，减少拉条松弛；通过在隅撑檩条连接处设置拉条来限制檩条的面外位移，提高檩条侧向刚度，能满足隅撑作为檩条的支点假定条件，形成空间受力体系，有效减小檩条的有效计算长度。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括钢梁、檩条、隅撑、拉条、檩托和连接板，钢梁上翼缘顶面固定连接有檩托，檩托与檩条中部通过连接螺栓固定连接，檩条与钢梁垂直布置，钢梁下翼缘的两侧分别和腹板之间固定连接有连接板，檩条两端均连接有隅撑，隅撑斜撑地连接在檩条和连接板之间；相邻两根檩条之间连接有拉条。

所述拉条通过拉条连接角钢连接在隅撑和檩条相连接处以外的相邻两根檩条任意处之间，具体是：所述的檩条两侧面对称安装有一对拉条连接角钢，两侧的拉条连接角钢之间通过贯穿檩条的连接螺栓固定连接到檩条两侧面，拉条连接角钢的其中一半侧紧贴檩条侧面，拉条连接角钢的另一半侧与拉条端部固定连接；拉条两端分别连接到两根相邻檩条的拉条连接角钢上，并且檩条两侧的两根拉条布置在同一水平直线上，从而形成了相邻两个檩条之间的面外支撑连接。

所述拉条通过拉条连接角钢连接在隅撑和檩条相连接处的相邻两根檩条之间，具体是：所述的隅撑端部加工成角钢结构或者焊接有角钢结构，隅撑端部连接在檩条一侧，檩条另一侧安装有与隅撑端部角钢结构对称布置的拉条连接角钢，隅撑端部和拉条连接角钢之间用贯穿檩条的连接螺栓固定连接到檩条两侧面，隅撑端部和拉条连接角钢的其中一半侧紧贴檩条侧面，隅撑端部和拉条连接角钢的另一半侧分别与拉条端部固定连接；拉条两端分别连接到两根相邻檩条的隅撑端部或者拉条连接角钢上，并且檩条两侧的两根拉条布置在同一水平直线上，从而形成了相邻两个檩条之间的面外支撑连接。

所述的拉条采用圆钢，端部弯折，并且在弯折的端部设有螺纹，拉条弯折的端部穿过拉条连接角钢另一半侧的通孔后用螺母拧紧固定，使得拉条连接到拉条连接角钢。

所述的拉条采用扁钢，端部开有通孔，拉条端部的通孔与拉条连接角钢另一半侧的通孔用连接螺栓螺母拧紧固定，使得拉条连接到拉条连接角钢。

所述的拉条连接角钢的其中一半侧和另一半侧之间连接有加劲肋

所述的檩条通过连接螺栓与固定在钢梁上的檩托连接。

所述的隅撑上端通过连接螺栓和檩条端部固定连接，隅撑下端通过连接螺栓固定连接在与檩条端部位于同一侧的连接板上。

所述的檩条是Z型或C型的结构。

本发明的有益效果体现在：

本发明使得隅撑、钢梁、檩条和拉条形成一个稳固的空间受力体系，同时可以减小檩条的跨度、增加檩条的面外稳定承载力，极大地减小檩条截面，节省用钢量，并提高屋面体系的空间整体受力性能。

本发明将改善了拉条连接的传力路径，提高了拉条的轴拉刚度，减小了拉条的松弛，可以有效提高拉条对檩条的面外约束，发挥檩条的效能，节约檩条用钢量。

本发明体系可广泛应用于由钢梁、檩条、隅撑和拉条组成的轻型钢结构屋面的设计中。

附图说明

图1是本发明的立面图。

图2是图1的A-A剖面图。

图3是图1的B-B剖面图。

图4是图1当拉条为圆钢时的C-C剖面图。

图5是图1当拉条为扁钢时的D-D剖面图。

图中：1、钢梁；2、檩条；3、隅撑；4、拉条；5、连接螺栓；6、檩托；7、连接板；8、拉条连接角钢；9、加劲肋。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1-2所示，本发明具体实施包括钢梁1、檩条2、隅撑3、拉条4、檩托6和连接板7，钢梁1上翼缘顶面固定连接有檩托6，檩托6与檩条2中部通过连接螺栓5固定连接，檩条2与钢梁1垂直布置，钢梁1下翼缘的两侧分别和腹板之间固定连接有连接板7。

如图1所示，檩条2两端均连接有隅撑3，隅撑3斜撑地连接在檩条2和连接板7之间，隅撑3上端通过连接螺栓5和檩条2端部固定连接，隅撑3下端通过连接螺栓5固定连接在与檩条2端部位于同一侧的连接板7上。

如图2所示，在隅撑3和檩条2相连接处附近的檩条2上连接有拉条4，通过拉条4将相邻两个檩条2连接。

如图2所示，拉条4和檩条2之间的连接方式具体为：檩条2两侧面对称安装有一对拉条连接角钢8，两侧的拉条连接角钢8之间通过贯穿檩条2的连接螺栓5固定连接到檩条2，拉条连接角钢8的其中一半侧紧贴檩条2侧面并穿设有连接螺栓5，拉条连接角钢8的另一半侧与拉条4端部固定连接；拉条4两端分别连接到两根相邻檩条2的拉条连接角钢8上，并且檩条2两侧的两根拉条4布置在同一水平直线上，从而实现了相邻两个檩条2之间的面外支撑连接。

如图3所示，对于隅撑3和檩条2之间的连接方式均可以是如拉条4和檩条2之间的连接方式，即将隅撑3端部设置成拉条连接角钢8结构。

对于拉条4与隅撑3端部或者拉条连接角钢8之间的连接结构具有两种实施方式：

如图4所示，檩条2是Z型结构，拉条4采用圆钢，端部弯折，并且在弯折的端部设有螺纹，拉条4弯折的端部穿过拉条连接角钢8另一半侧的通孔后用螺母拧紧固定，使得拉条4连接到拉条连接角钢8。

如图5所示，檩条2是Z型结构，拉条4采用扁钢，端部开有通孔，拉条4端部的通孔与拉条连接角钢8另一半侧的通孔用连接螺栓5螺母拧紧固定，使得拉条4连接到拉条连接角钢8。

具体实施中，可再拉条连接角钢8的其中一半侧和另一半侧之间设置用于加强刚度的加劲肋9。

同一根钢梁1上，沿钢梁1方向设置有多组主要由檩条2和隅撑3构成稳定的三角支撑结构，每个三角支撑结构所在的平面形成了面内有效支撑，隅撑可以在面内为檩条提供有效的支撑，减小檩条的面内计算长度。但隅撑在面外缺少支撑，在檩条受力时，因为三角支撑结构所在的面外没有约束，容易形成面外失稳或较大位移，檩条面外的计算长度无法有效减小，隅撑对于檩条的设计仍然没有太多帮助。

本发明在隅撑与檩条连接处并设有设置了一道通长拉条，并形成有效的面外支撑力，这样可以使得隅撑、钢梁、檩条和拉条形成一个稳固的空间受力体系，同时可以减小檩条的面内、面外计算长度，有利于檩条的设计满足，提高屋面体系的空间整体受力性能。本发明将改善了拉条连接的传力路径，提高了拉条的轴拉刚度，减小了拉条的松弛，可以有效提高拉条对檩条的面外约束，发挥檩条的效能，节约檩条用钢量。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.一种隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系，其特征在于：包括钢梁(1)、檩条(2)、隅撑(3)、拉条(4)、檩托(6)和连接板(7)，钢梁(1)上翼缘顶面固定连接有檩托(6)，檩托(6)与檩条(2)中部固定连接，檩条(2)与钢梁(1)垂直布置，钢梁(1)下翼缘的两侧分别和腹板之间固定连接有连接板(7)，檩条(2)两端均连接有隅撑(3)，隅撑(3)斜撑地连接在檩条(2)和连接板(7)之间；相邻两根檩条(2)之间连接有拉条(4)；

拉条(4)通过拉条连接角钢(8)连接在隅撑(3)和檩条(2)相连接处的相邻两根檩条(2)之间，具体是：所述的隅撑(3)端部加工成角钢结构或者焊接有角钢结构，隅撑(3)端部连接在檩条(2)一侧，檩条(2)另一侧安装有与隅撑(3)端部角钢结构对称布置的拉条连接角钢(8)，隅撑(3)端部和拉条连接角钢(8)之间用贯穿檩条(2)的连接螺栓(5)固定连接到檩条(2)两侧面，隅撑(3)端部和拉条连接角钢(8)的其中一半侧紧贴檩条(2)侧面，隅撑(3)端部和拉条连接角钢(8)的另一半侧分别与拉条(4)端部固定连接；拉条(4)两端分别连接到两根相邻檩条(2)的隅撑(3)端部或者拉条连接角钢(8)上，并且檩条(2)两侧的两根拉条(4)布置在同一水平直线上，从而形成了相邻两个檩条(2)之间的面外支撑连接。

2.根据权利要求1所述的一种隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系，其特征在于：所述拉条(4)通过拉条连接角钢(8)连接在隅撑(3)和檩条(2)相连接处以外的相邻两根檩条(2)任意处之间，具体是：所述的檩条(2)两侧面对称安装有一对拉条连接角钢(8)，两侧的拉条连接角钢(8)之间通过贯穿檩条(2)的连接螺栓(5)固定连接到檩条(2)两侧面，拉条连接角钢(8)的其中一半侧紧贴檩条(2)侧面，拉条连接角钢(8)的另一半侧与拉条(4)端部固定连接；拉条(4)两端分别连接到两根相邻檩条(2)的拉条连接角钢(8)上，并且檩条(2)两侧的两根拉条(4)布置在同一水平直线上，从而形成了相邻两个檩条(2)之间的面外支撑连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系，其特征在于：所述的拉条(4)端部弯折，并且在弯折的端部设有螺纹，拉条(4)弯折的端部穿过拉条连接角钢(8)另一半侧的通孔后用螺母拧紧固定，使得拉条(4)连接到拉条连接角钢(8)。

4.根据权利要求1或2所述的一种隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系，其特征在于：所述的拉条(4)端部开有通孔，拉条(4)端部的通孔与拉条连接角钢(8)另一半侧的通孔用连接螺栓(5)螺母拧紧固定，使得拉条(4)连接到拉条连接角钢(8)。

5.根据权利要求1或2所述的一种隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系，其特征在于：所述的拉条连接角钢(8)的其中一半侧和另一半侧之间连接有加劲肋(9)。

6.根据权利要求1所述的一种隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系，其特征在于：所述的檩条(2)通过连接螺栓(5)与固定在钢梁(1)上的檩托(6)连接。

7.根据权利要求1所述的一种隅撑拉条作为檩条支点的轻钢屋面体系，其特征在于：所述的隅撑(3)上端通过连接螺栓(5)和檩条(2)端部固定连接，隅撑(3)下端通过连接螺栓(5)固定连接在与檩条(2)端部位于同一侧的连接板(7)上。

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