一、桁架檩条形式与组成
当跨度及荷载较大采用实腹式檁条不经济时,可采用桁架式檩条。桁架式檁条的跨度通常为6~12 m,-般采用平面桁架式和空间桁架式。
(1) 平面桁架式檩条:平面桁架式檩条可分为两类: 一类由角钢和圆钢制成;另一类由冷弯薄壁型钢制成。
1)角钢、圆钢平面桁架式檩条(图1):这种檩条构造简单,取材方便,受力明确,但侧向刚度较差,需要与屋面材料、支撑等组成稳定的空间结构。适用于屋面荷载或檁距相对较小的屋面。
2)冷弯薄壁型钢平面桁架式檩条:冷弯薄壁型钢平面桁架式檩条分为两类。A.檩条的全部杆件为冷弯薄壁型钢,如(图2)。它适用于大檁距的屋面,用钢量省,受力明确,平面内外的刚度均较大。
B.檁条的主要部分上弦杆和端竖压杆采用冷弯薄壁型钢,其余杆件采用圆钢,如图3所示。为增强檁条的稳定性,其端压腹杆最好采用方管。它多用于1. 5m及以上檁距的屋面。这种檩条与上一种平面桁架式檩条相比,受力性能基本相同,但取材和制造更为方便。
(2)空间桁架式檁条:檩条的横截面呈三角形,由①、②、③三个平面桁架组成一个完整的空间桁架体系,故称空间桁架式,见(图4)。这种檩条的特点是结构合理,受力明确,整体刚度大,不需设置拉条,安装方便;但制造较费工,用钢量较大。它适用于跨度、荷载和檩距均较大的情况。
二、 檁条截面尺寸
1、截面高度h。
实腹式檁条的截面高度h, -般为跨度的1/35~1/50;桁架式檩条的截面高度h,一般为跨度的1/12~1/20。
2、截面宽度 b。
实腹式檁条的截面宽度b,由截面高度h所选用的型钢规格确定;空间桁架式檩条上弦的总宽度b,取截面总高度的1。
3、桁架式檩条的弦杆节间长度和腹杆。桁架式檩条的上弦杆节间长度a (见图5),可根据上弦的弯矩值由计算确定。一般可取_上、下弦杆节间长度为400~800 mm。
腹杆根据制造条件和受力大小,采用连续弯折的整根蛇形圆钢或分段弯折的V形、W形圆钢。斜腹杆与弦杆的夹角a为40° ~60°。当荷载较大时,腹杆可采用角钢。
三、桁架檩条荷载。
1、 永久荷载(恒荷载)。
屋面材料重量(包括防水层、保温或隔热层等)、支撑、拉条及檩条结构白重。
2、可变荷载(活荷载)。
屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载和风荷载。屋面均布活荷载标准值(按水平投影面积计算):压型钢板轻型屋面按受荷水平投影面积取用,一般取0.5k N/m2,发泡水泥复合板等屋面为0. 5 kN/m2 ;雪荷载和积灰荷载按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009- 2012 或当地资料取用。
对于檩距小于(表一)的檁条,当雪荷载小于0.5 kN/m2 (应考虑不均匀积雪)时,尚应验算1. 0kN (标准值)施工或检修集中荷载作用于跨中时构件的强度。对于实腹式檩条,可将检修集中荷载按2 x1. 0/aL(kN/m2) 换算为等效均布荷载,a为檩条水平投影间距(m), L为檩条跨度(m)。
3、荷载组合。(1) 均布活荷载不与雪荷载同时考虑,设计时取两者中的较大值。
(2)积灰荷载应与均布活荷载或雪荷载中的较大值同时考虑。
(3) 施工或检修集中荷载不与均布活荷载或雪荷载同时考虑。
(4)施工或检修集中荷载不与均布活荷载或雪荷载同时考虑。
(5) 对于平坡屋面(坡度为1/8~1/20), 可不考虑风正压力;当风荷载较大时,应验算在风吸力作用下,永久荷载与风荷载组合截面应力反号的情况,此时永久荷载的分项系数取1.0。