一种防止薄壁C型檩条弯扭失稳的加强连接构造的制作方法

一种防止薄壁c型檩条弯扭失稳的加强连接构造
技术领域
1.本实用新型涉及建筑工程的钢结构技术领域，具体涉及一种防止薄壁c型檩条弯扭失稳的加强连接构造。


背景技术：

2.随着提出新型的建造方式，大力发展装配式建筑，积极推广钢结构建筑的政策，钢结构作为一种天然的装配式建筑越来越广泛应用于工民建中。钢结构屋盖系统中檩条通常使用薄壁截面，作用于檩条的荷载包括重力荷载(恒载、活载及施工临时荷载)和风荷载(风压力和风吸力)。在荷载作用下，檩条的破坏形式主要有：强度破坏、整体屈曲、局部屈曲、畸变屈曲以及以上各种破坏形式之间的联合作用等。
3.薄壁c型檩条在钢结构屋面系统中容易失稳，在屋面板与檩条采用自攻螺钉连接的情况下，薄壁c型檩条的上翼缘被固定，屋面板的蒙皮作用使得薄壁c型檩条上翼缘不易产生畸变和屋面板平面内的侧移，但是屋面在恒活荷载作用下(如图1所示)，檩条与拉条的连接位置即跨中位置承受正弯矩，使得c型檩条的上翼缘受压；对于风荷载作用下(如图2所示)，风吸力导致檩条跨中承受负弯矩，通常上翼缘受到屋面板的约束，屋面板置于檩条上翼缘的蒙皮效应对下翼缘的侧移影响很难估计，使得c型檩条的下翼缘受压。下翼缘将产生畸变屈曲，实际工程项目中拉条的设置位置及连接构造对于檩条的稳定性影响也存在差异。


技术实现要素：

4.1、实用新型要解决的技术问题
5.针对薄壁c型檩条在钢结构屋面系统中容易失稳的技术问题，本实用新型提供了一种防止薄壁c型檩条弯扭失稳的加强连接构造，它能应对正向重力荷载工况和风吸力工况，防止薄壁c型檩条的弯扭失稳，且可以有效地节约用钢量。
6.2、技术方案
7.为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：
8.一种防止薄壁c型檩条弯扭失稳的加强连接构造，包括薄壁c型檩条、扣合于薄壁c型檩条内的加强件，以及配套拉条，所述薄壁c型檩条包括腹板、上翼缘和下翼缘，所述加强件包括加强腹板、加强上翼缘和加强下翼缘，所述加强上翼缘抵接于上翼缘的内侧壁上，所述加强腹板与腹板间隔设置，所述加强下翼缘抵接于下翼缘的内侧壁上，所述拉条上连接有两个固定螺母，两个所述固定螺母分别抵接于腹板和加强腹板的外侧壁上。
9.可选地，所述薄壁c型檩条和加强件通过焊接或结构胶固连。
10.可选地，所述加强上翼缘的端部设有上加强弯折部，所述加强下翼缘的端部设有下加强弯折部，所述上加强弯折部和下加强弯折部均抵接于腹板内侧壁上。
11.可选地，所述加强件的厚度不大于薄壁c型檩条的厚度。
12.可选地，所述加强件的长度为150-200mm。
13.一种防止薄壁c型檩条弯扭失稳的加强连接构造，包括檩托，以及安装于檩托上的薄壁c型檩条，所述檩托的底部和薄壁c型檩条的底部之间具有预留间隙，还包括固连于薄壁c型檩条上的加强件，所述薄壁c型檩条包括腹板、上翼缘和下翼缘，所述加强件包括加强腹板、加强上翼缘和加强下翼缘，所述加强上翼缘抵接于上翼缘的内侧壁上，所述加强腹板与腹板间隔设置，所述加强下翼缘抵接于下翼缘的外侧壁上且位于所述预留间隙内。
14.可选地，所述薄壁c型檩条通过檩托安装于钢梁上，所述加强件的长度等于钢梁的宽度。
15.可选地，所述薄壁c型檩条和加强件通过结构胶固连。
16.3、有益效果
17.采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
18.一种防止薄壁c型檩条弯扭失稳的加强连接构造主要应对正向重力荷载工况，通过加强件的设置，使得本薄壁型檩条的加强结构可通过拉条对薄壁c型檩条的上翼缘和下翼缘实现支撑，增加薄壁c型檩条和拉条在连接处抗扭刚度，使得薄壁c型檩条尽可能符合平截面假定，减少上下翼缘畸变屈曲，从而拉条对薄壁c型檩条的上下翼缘均有约束作用，加强件作为一个抗扭性能良好的刚体平面外受到拉条的支撑，从而薄壁c型檩条在正负弯矩的临界荷载均有所提高，有效防止薄壁c型檩条在跨中部分截面处的弯扭失稳，且可以有效地节约用钢量。
19.另一种防止薄壁c型檩条弯扭失稳的加强连接构造主要应对风吸力工况，使得薄壁c型檩条翼缘受到扭转约束，减弱薄壁c型檩条的畸变的程度，降低薄壁c型檩条的计算长度，提高薄壁c型檩条的临界荷载，在各种不同的控制工况下，分别采用本实用新型的构造，可以有效地防止c型檩条的弯扭失稳，并且仅局部加强控制工况下弯扭失稳的控制部位的构造即可，有效地节约用钢量。
附图说明
20.图1为本实用新型背景技术中提出的薄壁c型檩条在正向荷载作用下前后状态示意图；
21.图2为本实用新型背景技术中提出的薄壁c型檩条在风吸力作用下前后状态示意图；
22.图3为本实用新型实施例一提出的一种防止薄壁c型檩条弯扭失稳的加强连接构造的结构示意图；
23.图4为本实用新型实施例二提出的一种防止薄壁c型檩条弯扭失稳的加强连接构造的结构示意图；
24.1、薄壁c型檩条；11、腹板；12、上翼缘；13、下翼缘；2、加强件；21、加强腹板；22、加强上翼缘；221、上加强弯折部；231、下加强弯折部；23、加强下翼缘；3、拉条；4、固定螺母；5、檩托；6、钢梁。
具体实施方式
25.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图1-4及实施例对本实用新型作详细描述。
26.实施例一
27.结合附图3，本实施例的一种防止薄壁c型檩条弯扭失稳的加强连接构造，主要应对正向重力荷载工况，包括薄壁c型檩条1、扣合于薄壁c型檩条1内的加强件2，以及配套拉条3(本实施例中，所述配套拉条3指的是现有的直拉条和斜拉条的直段)，也就是，加强件2设置于薄壁c型檩条1与配套拉条3的连接位置，所述加强件2的结构与薄壁c型檩条1的结构相同，且所述加强件2的尺寸比薄壁c型檩条1的尺寸小一级(可以为尺寸小一级的薄壁c型檩条，也可以用冷弯薄壁槽型钢片代替)，以使加强件2可从薄壁c型檩条1端部侧向插入形成扣合，所述薄壁c型檩条1包括腹板11、上翼缘12和下翼缘13，所述腹板11呈竖直设置时，所述上翼缘12和下翼缘13分别水平的位于腹板11的上下两端，所述加强件2包括加强腹板21、加强上翼缘22和加强下翼缘23，所述加强腹板21呈竖直设置时，所述加强上翼缘22和加强下翼缘23分别水平的位于腹板11的上下两端，所述加强上翼缘22抵接于上翼缘12的内侧壁上，所述加强腹板21与腹板11间隔设置，所述加强下翼缘23抵接于下翼缘13的内侧壁上；所述配套拉条3上连接有两个固定螺母4，两个所述固定螺母4分别抵接于腹板11和加强腹板21的外侧壁上，以使腹板11和加强腹板21靠靠的抵接在一起并固定于配套拉条3上；通过加强件2的设置，使得本防止薄壁c型檩条弯扭失稳的加强连接构造可通过配套拉条3对薄壁c型檩条1的上翼缘12和下翼缘13实现支撑，增加薄壁c型檩条1和配套拉条3在连接处抗扭刚度，使得薄壁c型檩条1尽可能符合平截面假定，减少上下翼缘畸变屈曲，从而配套拉条3对薄壁c型檩条1的上下翼缘均有约束作用，加强件2作为一个抗扭性能良好的刚体平面外受到配套拉条3的支撑，从而薄壁c型檩条1在正负弯矩的临界荷载均有所提高，有效防止薄壁c型檩条1在跨中部分截面处的弯扭失稳，且可以有效地节约用钢量，屋面系统的设计中，当以正向重力荷载工况控制时，可仅在跨中位置按图3方法设置加强构造防止其弯扭失稳，实际使用时，薄壁c型檩条1跨中承受正弯矩，上翼缘12受压。
28.作为本实用新型的可选方案，所述薄壁c型檩条1和加强件2通过焊接或结构胶固连，以确保协同工作，由于加强件2从薄壁c型檩条1端部插入薄壁c型檩条1后任有部分空间，采用点焊或结构胶连成整体，避免加强件2在薄壁c型檩条1的长度方向滑动，使薄壁c型檩条1和加强件2贴合连接后将两个固定螺母4对称拧紧即可，在实际安装时，可以对加强件2进行冷弯微调，确保加强件2与c型薄壁檩条1的上翼缘12平行相贴，使得两部分尽可能贴合协同工作。
29.作为本实用新型的可选方案，所述加强上翼缘22的端部设有上加强弯折部221，所述上加强弯折部221由加强上翼缘22向下弯曲形成，所述加强下翼缘23的端部设有下加强弯折部231，所述下加强弯折部231由加强下翼缘23端部向上弯曲形成，所述上加强弯折部221和下加强弯折部231均抵接于腹板11内侧壁上，从而使得薄壁c型檩条1和加强件2在通过固定螺母4锁紧时，加强上翼缘22和加强下翼缘23的端部不会因为锁紧力过大而导致弯曲，保证薄壁c型檩条1和加强件2在宽度方向上不会发生偏移。
30.作为本实用新型的可选方案，所述加强件2的厚度不大于薄壁c型檩条1的厚度，具体的，所述加强件2的厚度根据薄壁c型檩条1的型号设置成3-5mm，且所述加强件2的长度为150-200mm，保证其嵌入薄壁c型檩条1中，并且顶紧，使得薄壁c型檩条1与加强件2协同工作，尽可能保证薄壁c型檩条1的平截面假定，保证其在配套拉条3连接处的抗扭刚度。
31.实施例二
32.结合附图4，本实施例的一种防止薄壁屋面系统的设计中，当以正向重力荷载工况控制时，可仅在跨中位置按图3方法设置加强构造防止其弯扭失稳。c型檩条弯扭失稳的加强连接构造，主要应对风吸力工况(轻钢屋面荷载较轻，在风吸力荷载起控制作用下，薄壁c型檩条1的支座端部承受负弯矩的作用，屋面板部分的变形对受压的下翼缘的支持作用不能够直接的传导到下翼缘部分，需要通过腹板传递，檩条截面的厚度较小，在截面整体发生扭转变形的情况下，屋面板提供的扭转约束由于檩条本身的变形传导到下翼缘时，其作用已经急剧下降，以风吸力工况控制时，可仅在钢梁搁置檩条处按图4方法设置加强构造防止其弯扭失稳)，包括檩托5，以及安装于檩托5上的薄壁c型檩条1，所述薄壁c型檩条1通过檩托5安装于钢梁6，所述加强件2的长度等于钢梁的宽度，所述檩托5的底部和薄壁c型檩条1的底部之间具有预留间隙，这个预留间隙指的是所述檩托5连接于钢梁6上时，所述薄壁c型檩条1底部与钢梁6上端面之间的距离，通常为6-8mm，所述薄壁c型檩条1上固连有加强件2，所述薄壁c型檩条1包括腹板11、上翼缘12和下翼缘13，所述加强件2包括加强腹板21、加强上翼缘22和加强下翼缘23，所述加强上翼缘22抵接于上翼缘12的内侧壁上，所述加强腹板21与腹板11间隔设置，所述加强下翼缘23抵接于下翼缘13的外侧壁上且位于所述预留间隙内，所述加强件2可以按尺寸加工成品，也可以现场冷弯，同样需要嵌入薄壁c型檩条1中，并且微调以使加强上翼缘22顶紧檩条上上翼缘12，确保协同工作；通过上述结构设计，使得薄壁c型檩条1翼缘受到扭转约束，减弱薄壁c型檩条1的畸变的程度，降低薄壁c型檩条1的计算长度，提高薄壁c型檩条1的临界荷载。
33.作为本实用新型的可选方案，所述薄壁c型檩条1和加强件2通过结构胶固连，固定过程通过位移修正矫正翘曲变形。
34.当然地，实施例一和实施例二的结构可组合使用，并不会相互影响，且两者组合使用可以起到更好的防止弯扭失稳的效果。
35.以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。