隅撐拉條作為檁條支點的輕鋼屋面體系的製作方法

2023-05-29 10:17:41

本發明涉及一種輕型鋼屋面檁條體系，尤其是涉及一種隅撐拉條作為檁條支點的輕鋼屋面體系，可廣泛應用於輕鋼廠房的屋面檁條系統中。

背景技術：

在輕鋼廠房中，整個建築由結構體系和圍護體系組成。結構體系由門式剛架、立面支撐、屋面水平支撐系統組成，形成一個穩固的框架。圍護體系由屋面體系和牆面體系組成，附著在結構體系上，形成完整的滿足使用功能的輕型鋼結構廠房。

在屋面圍護體系中，主要由檁條、隅撐、拉條、屋面板組成。屋面板用自攻釘或固定座固定在檁條上，檁條通過檁託固定在門式剛架上，拉條按一定間距從屋脊將各檁條拉結起來，隅撐將門式剛架橫梁的下翼緣與檁條連接起來。

檁條的作用是將屋面板的荷載有效的傳遞到門式剛架上，檁條需要有較好的抗彎強度、剛度和穩定性。檁條一般採用z型或c型冷彎薄壁型鋼，面內強度、剛度、穩定性由鋼梁的跨度決定。由於檁條的面外剛度較弱，常常通過沿檁條的跨度方向設置幾道拉條，來提供檁條的面外約束，減小檁條的面外計算長度，來保證檁條的面外穩定性。

在實際應用中，拉條往往是分段設置的，為了連接裝配方便，相鄰兩個拉條的軸線並不在一條直線上，而是連接在檁條上有一定間距的兩個螺栓孔上。相鄰兩個拉條軸力的偏心對於檁條局部產生一個彎矩，檁條在該彎矩作用下，由於檁條壁厚很薄，剛度很弱，很容易形成局部扭轉變形。這樣會造成拉條的軸向位移，引起拉條鬆弛，不能很好的為檁條提供面外支撐剛度，不能有效的減小檁條的面外計算長度。

隅撐的作用是將檁條和門式剛架橫梁連接起來，形成三角形穩固結構。這樣檁條可以通過隅撐為門式剛架橫梁提供支撐，避免門式剛架橫梁的面外失穩，減小門式剛架橫梁的面外計算長度。同時，門式剛架橫梁也可以通過隅撐為檁條提供支撐，減小檁條的有效計算長度。

在實際應用中，檁條與隅撐連接處，在隅撐、檁條形成的三角形面外並沒有任何約束，在這裡一般不設置拉條，這就容易使檁條在面外有一定的失穩位移，降低了隅撐對檁條的支撐作用，對檁條的計算長度折減，不能起到有效作用。

基於以上技術背景，需要對隅撐、檁條、門式剛架橫梁系統進行結構體系優化，提高拉條與檁條連接處的剛度，並充分利用隅撐、檁條和拉條三者的互相協同受力關係，增強屋面檁條體系的整體性，發揮空間協同受力性能，能節省屋面用鋼量，有較大的經濟性能。

技術實現要素：

為了克服現有檁條體系中拉條連接點處檁條局部剛度弱、拉條鬆弛的缺點，以及隅撐檁條連接處面外無約束剛度的缺點，本發明提出了一種隅撐拉條作為檁條支點的輕鋼屋面體系：通過改善拉條的連接節點做法，提高拉條的軸向剛度，減少拉條鬆弛；通過在隅撐檁條連接處設置拉條來限制檁條的面外位移，提高檁條側向剛度，能滿足隅撐作為檁條的支點假定條件，形成空間受力體系，有效減小檁條的有效計算長度。

本發明採用的技術方案是：

本發明包括鋼梁、檁條、隅撐、拉條、檁託和連接板，鋼梁上翼緣頂面固定連接有檁託，檁託與檁條中部通過連接螺栓固定連接，檁條與鋼梁垂直布置，鋼梁下翼緣的兩側分別和腹板之間固定連接有連接板，檁條兩端均連接有隅撐，隅撐斜撐地連接在檁條和連接板之間；相鄰兩根檁條之間連接有拉條。

所述拉條通過拉條連接角鋼連接在隅撐和檁條相連接處以外的相鄰兩根檁條任意處之間，具體是：所述的檁條兩側面對稱安裝有一對拉條連接角鋼，兩側的拉條連接角鋼之間通過貫穿檁條的連接螺栓固定連接到檁條兩側面，拉條連接角鋼的其中一半側緊貼檁條側面，拉條連接角鋼的另一半側與拉條端部固定連接；拉條兩端分別連接到兩根相鄰檁條的拉條連接角鋼上，並且檁條兩側的兩根拉條布置在同一水平直線上，從而形成了相鄰兩個檁條之間的面外支撐連接。

所述拉條通過拉條連接角鋼連接在隅撐和檁條相連接處的相鄰兩根檁條之間，具體是：所述的隅撐端部加工成角鋼結構或者焊接有角鋼結構，隅撐端部連接在檁條一側，檁條另一側安裝有與隅撐端部角鋼結構對稱布置的拉條連接角鋼，隅撐端部和拉條連接角鋼之間用貫穿檁條的連接螺栓固定連接到檁條兩側面，隅撐端部和拉條連接角鋼的其中一半側緊貼檁條側面，隅撐端部和拉條連接角鋼的另一半側分別與拉條端部固定連接；拉條兩端分別連接到兩根相鄰檁條的隅撐端部或者拉條連接角鋼上，並且檁條兩側的兩根拉條布置在同一水平直線上，從而形成了相鄰兩個檁條之間的面外支撐連接。

所述的拉條採用圓鋼，端部彎折，並且在彎折的端部設有螺紋，拉條彎折的端部穿過拉條連接角鋼另一半側的通孔後用螺母擰緊固定，使得拉條連接到拉條連接角鋼。

所述的拉條採用扁鋼，端部開有通孔，拉條端部的通孔與拉條連接角鋼另一半側的通孔用連接螺栓螺母擰緊固定，使得拉條連接到拉條連接角鋼。

所述的拉條連接角鋼的其中一半側和另一半側之間連接有加勁肋

所述的檁條通過連接螺栓與固定在鋼梁上的檁託連接。

所述的隅撐上端通過連接螺栓和檁條端部固定連接，隅撐下端通過連接螺栓固定連接在與檁條端部位於同一側的連接板上。

所述的檁條是z型或c型的結構。

本發明的有益效果體現在：

本發明使得隅撐、鋼梁、檁條和拉條形成一個穩固的空間受力體系，同時可以減小檁條的跨度、增加檁條的面外穩定承載力，極大地減小檁條截面，節省用鋼量，並提高屋面體系的空間整體受力性能。

本發明將改善了拉條連接的傳力路徑，提高了拉條的軸拉剛度，減小了拉條的鬆弛，可以有效提高拉條對檁條的面外約束，發揮檁條的效能，節約檁條用鋼量。

本發明體系可廣泛應用於由鋼梁、檁條、隅撐和拉條組成的輕型鋼結構屋面的設計中。

附圖說明

圖1是本發明的立面圖。

圖2是圖1的a-a剖面圖。

圖3是圖1的b-b剖面圖。

圖4是圖1當拉條為圓鋼時的c-c剖面圖。

圖5是圖1當拉條為扁鋼時的d-d剖面圖。

圖中：1、鋼梁；2、檁條；3、隅撐；4、拉條；5、連接螺栓；6、檁託；7、連接板；8、拉條連接角鋼；9、加勁肋。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

如圖1-2所示，本發明具體實施包括鋼梁1、檁條2、隅撐3、拉條4、檁託6和連接板7，鋼梁1上翼緣頂面固定連接有檁託6，檁託6與檁條2中部通過連接螺栓5固定連接，檁條2與鋼梁1垂直布置，鋼梁1下翼緣的兩側分別和腹板之間固定連接有連接板7。

如圖1所示，檁條2兩端均連接有隅撐3，隅撐3斜撐地連接在檁條2和連接板7之間，隅撐3上端通過連接螺栓5和檁條2端部固定連接，隅撐3下端通過連接螺栓5固定連接在與檁條2端部位於同一側的連接板7上。

如圖2所示，在隅撐3和檁條2相連接處附近的檁條2上連接有拉條4，通過拉條4將相鄰兩個檁條2連接。

如圖2所示，拉條4和檁條2之間的連接方式具體為：檁條2兩側面對稱安裝有一對拉條連接角鋼8，兩側的拉條連接角鋼8之間通過貫穿檁條2的連接螺栓5固定連接到檁條2，拉條連接角鋼8的其中一半側緊貼檁條2側面並穿設有連接螺栓5，拉條連接角鋼8的另一半側與拉條4端部固定連接；拉條4兩端分別連接到兩根相鄰檁條2的拉條連接角鋼8上，並且檁條2兩側的兩根拉條4布置在同一水平直線上，從而實現了相鄰兩個檁條2之間的面外支撐連接。

如圖3所示，對於隅撐3和檁條2之間的連接方式均可以是如拉條4和檁條2之間的連接方式，即將隅撐3端部設置成拉條連接角鋼8結構。

對於拉條4與隅撐3端部或者拉條連接角鋼8之間的連接結構具有兩種實施方式：

如圖4所示，檁條2是z型結構，拉條4採用圓鋼，端部彎折，並且在彎折的端部設有螺紋，拉條4彎折的端部穿過拉條連接角鋼8另一半側的通孔後用螺母擰緊固定，使得拉條4連接到拉條連接角鋼8。

如圖5所示，檁條2是z型結構，拉條4採用扁鋼，端部開有通孔，拉條4端部的通孔與拉條連接角鋼8另一半側的通孔用連接螺栓5螺母擰緊固定，使得拉條4連接到拉條連接角鋼8。

具體實施中，可再拉條連接角鋼8的其中一半側和另一半側之間設置用於加強剛度的加勁肋9。

同一根鋼梁1上，沿鋼梁1方向設置有多組主要由檁條2和隅撐3構成穩定的三角支撐結構，每個三角支撐結構所在的平面形成了面內有效支撐，隅撐可以在面內為檁條提供有效的支撐，減小檁條的面內計算長度。但隅撐在面外缺少支撐，在檁條受力時，因為三角支撐結構所在的面外沒有約束，容易形成面外失穩或較大位移，檁條面外的計算長度無法有效減小，隅撐對於檁條的設計仍然沒有太多幫助。

本發明在隅撐與檁條連接處並設有設置了一道通長拉條，並形成有效的面外支撐力，這樣可以使得隅撐、鋼梁、檁條和拉條形成一個穩固的空間受力體系，同時可以減小檁條的面內、面外計算長度，有利於檁條的設計滿足，提高屋面體系的空間整體受力性能。本發明將改善了拉條連接的傳力路徑，提高了拉條的軸拉剛度，減小了拉條的鬆弛，可以有效提高拉條對檁條的面外約束，發揮檁條的效能，節約檁條用鋼量。

本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本發明的保護範圍也及於本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。