李國(guó)勝

銅陵市建筑工程施工圖設(shè)計(jì)文件審查有限公司

銅陵市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督監(jiān)測(cè)有限公司

    門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)稱(chēng)門(mén)式剛架）是指承重結(jié)構(gòu)采用變截面或等截面實(shí)腹剛架，圍護(hù)系統(tǒng)采用輕型鋼屋面和輕型外墻的單層房屋，在廠房建筑中應(yīng)用非常廣泛。其中檁條和墻梁的設(shè)計(jì)較復(fù)雜，涉及到屋面板和墻板的約束問(wèn)題，拉條設(shè)置問(wèn)題，角區(qū)、邊區(qū)和中間區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)取值問(wèn)題，屋面積雪分布系數(shù)取值問(wèn)題，高低屋面及相鄰房屋有高低差時(shí)較低屋面的雪堆積和漂移取值問(wèn)題，墻梁是否承擔(dān)墻板自重問(wèn)題，抗風(fēng)柱與鋼梁下翼緣相連時(shí)在山墻風(fēng)荷載作用下端開(kāi)間檁條產(chǎn)生附加拉力問(wèn)題，等等。筆者在長(zhǎng)期的施工圖審查工作中，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)檁條和墻梁設(shè)計(jì)圖紙都有錯(cuò)誤。因此，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)有現(xiàn)實(shí)意義。

1.1  檁條計(jì)算公式

    對(duì)于實(shí)腹式檁條計(jì)算，《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB51022-2015^[1]（簡(jiǎn)稱(chēng)門(mén)剛規(guī)范）第9.1.5條規(guī)定應(yīng)符合下列要求（由于檁條計(jì)算不由抗剪強(qiáng)度控制，因此，以下均不涉及檁條抗剪強(qiáng)度問(wèn)題）：

（1）門(mén)剛規(guī)范第9.1.5條第1款規(guī)定：當(dāng)屋面能阻止檁條側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)腹式檁條可僅做強(qiáng)度計(jì)算，不做整體穩(wěn)定計(jì)算?？箯潖?qiáng)度可按下列公式計(jì)算：

             M_x’/W_enx’≤f                       （1）

式中：M_x’為腹板平面內(nèi)的彎矩設(shè)計(jì)值，N.mm;W_enx’為按腹板平面內(nèi)計(jì)算的有效凈截面模量（對(duì)冷彎薄壁型鋼）或凈截面模量（對(duì)熱軋型鋼），mm³；f為鋼材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，N/mm²。

（2）門(mén)剛規(guī)范第9.1.5條第2款規(guī)定：當(dāng)屋面不能阻止檁條側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算檁條的穩(wěn)定性：

     M_x/（ψ_byW_enx）+M_y/W_eny≤f      （2）

式中：M_x、M_y分別為對(duì)截面主軸x、y軸的彎矩設(shè)計(jì)值，N.mm;W_enx、W_eny分別為對(duì)截面主軸x、y軸的有效凈截面模量（對(duì)冷彎薄壁型鋼）或凈截面模量（對(duì)熱軋型鋼），mm³;ψ_by為梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)，冷彎薄壁型鋼構(gòu)件按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018，熱軋型鋼構(gòu)件按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017的規(guī)定計(jì)算。

（3）門(mén)剛規(guī)范第9.1.5條第3款規(guī)定：在風(fēng)吸力作用下，受壓下翼緣的穩(wěn)定性應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018的規(guī)定計(jì)算；當(dāng)受壓下翼緣有內(nèi)襯板約束且能防止檁條截面扭轉(zhuǎn)時(shí)，整體穩(wěn)定性可不做計(jì)算。

1.2 檁條計(jì)算的荷載組合

一般情況下檁條設(shè)計(jì)采用下面兩種（最不利）荷載組合：

    第1種荷載組合（向下）：p₁=1.2恒載+1.4（活載+0.6風(fēng)載（壓力）+0.9積灰）。

    第2種荷載組合（向上）：p₂=1.0恒載+1.4風(fēng)載（吸力）。

1.3 計(jì)算書(shū)中“屋面板能阻止檁條上翼緣側(cè)向失穩(wěn)”的選項(xiàng)問(wèn)題

    用程序計(jì)算檁條時(shí)，計(jì)算書(shū)中有“屋面板能阻止檁條上翼緣側(cè)向失穩(wěn)”的選項(xiàng)，勾選時(shí)為滿足門(mén)剛規(guī)范第9.1.5條第1款“屋面能阻止檁條側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)”；不勾選時(shí)為門(mén)剛規(guī)范第9.1.5條第2款“屋面不能阻止檁條側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)”。

    由于檁條設(shè)計(jì)的第1種荷載組合是檁條上翼緣受壓，計(jì)算書(shū)中“屋面板能阻止檁條上翼緣側(cè)向失穩(wěn)”選項(xiàng)非常重要，勾選時(shí)，僅需按門(mén)剛規(guī)范第9.1.5條第1款做強(qiáng)度計(jì)算；不勾選時(shí)，需按門(mén)剛規(guī)范第9.1.5條第2款進(jìn)行檁條整體穩(wěn)定性計(jì)算，為滿足抗彎承載力，需要的檁條截面比勾選時(shí)大。

    筆者在圖紙審查時(shí)發(fā)現(xiàn)，幾乎所有設(shè)計(jì)都勾選“屋面板能阻止檁條上翼緣側(cè)向失穩(wěn)”，實(shí)際上不一定正確。屋面板與檁條的連接方式有三種，圖1為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集15G108-6^[2]第54頁(yè)三種做法：直立縫鎖邊連接（圖1（a））、扣合式連接（圖1（b））和螺釘連接（圖1（c））。門(mén)剛規(guī)范第

（a）直立縫鎖邊連接 

（b）扣合式連接

 （c）螺釘連接

圖1屋面板與檁條的連接方式

    11.1.6條規(guī)定：“當(dāng)采用直立縫鎖邊連接或扣合式連接時(shí)，屋面板不能作為檁條的側(cè)向支撐；當(dāng)屋面板采用螺釘連接時(shí)，屋面板可作為檁條的側(cè)向支撐?！币虼?，只有在屋面板與檁條采用螺釘連接時(shí)，才能勾選“屋面板能阻止檁條上翼緣側(cè)向失穩(wěn)”。由于實(shí)際施工時(shí)，屋面板與檁條連接有可能采用直立縫鎖邊連接或扣合式連接，即使圖紙中注明“屋面板與檁條采用螺釘連接”，施工單位也有可能沒(méi)注意這個(gè)要求，而采用直立縫鎖邊連接或扣合式連接，將出現(xiàn)重大安全隱患。因此，建議計(jì)算時(shí)，不勾選“屋面板能阻止檁條上翼緣側(cè)向失穩(wěn)”。如果一定要勾選，則務(wù)必在圖紙中注明“屋面板與檁條采用螺釘連接”，并且在圖紙會(huì)審時(shí)，強(qiáng)調(diào)這個(gè)問(wèn)題，在主體驗(yàn)收時(shí)對(duì)此進(jìn)行核查。

1.4 計(jì)算書(shū)中“構(gòu)造保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性”選項(xiàng)問(wèn)題

    用程序設(shè)計(jì)檁條時(shí)，計(jì)算書(shū)中有“構(gòu)造保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性”選項(xiàng)，勾選時(shí)為滿足門(mén)剛規(guī)范第9.1.5條第3款“受壓下翼緣有內(nèi)襯板約束且能防止檁條截面扭轉(zhuǎn)”；不勾選時(shí)為門(mén)剛規(guī)范第9.1.5條第3款受壓下翼緣無(wú)內(nèi)襯板約束，不能防止檁條截面扭轉(zhuǎn)。

    由于檁條設(shè)計(jì)的第2種荷載組合是檁條下翼緣受壓，“構(gòu)造保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性”選項(xiàng)非常重要，按門(mén)剛規(guī)范第9.1.5條第3款規(guī)定，勾選時(shí)，檁條可僅做強(qiáng)度計(jì)算，不做整體穩(wěn)定性計(jì)算；不勾選時(shí)，檁條需做整體穩(wěn)定性計(jì)算，為滿足抗彎承載力，需要的檁條截面比勾選時(shí)大。

    為弄清什么情況下勾選“構(gòu)造保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性”，必須了解屋面構(gòu)造及其與檁條連接方法。如果屋面不設(shè)保溫層，則屋面只有一層壓型鋼板與檁條上翼緣連接（圖1），下翼緣沒(méi)有壓型鋼板連接，此時(shí)不應(yīng)勾選“構(gòu)造保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性”。如果房屋需做保溫層，則按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集01J925-1^[3]（簡(jiǎn)稱(chēng)01J925-1），有兩種形式：

1.4.1 壓型鋼板復(fù)合保溫屋面

    壓型鋼板復(fù)合保溫屋面是以檁條作為支撐及固定骨架，骨架頂板為單層壓型鋼板，骨架底板為裝飾板；頂板、底板之間設(shè)保溫及隔熱層。根據(jù)使用要求，屋面裝飾底板可采用單層壓型鋼板、鋼絲網(wǎng)、強(qiáng)力聚丙烯膜或強(qiáng)力玻纖布等。當(dāng)?shù)装鍨閴盒弯摪鍟r(shí)，為雙層壓型鋼板復(fù)合保溫屋面；當(dāng)?shù)装宀皇菈盒弯摪鍟r(shí)，為單層壓型鋼板復(fù)合保溫屋面。

    壓型鋼板復(fù)合保溫屋面與檁條連接方法有兩種，第1種為頂板、底板分別固定在鋼梁上翼緣和下翼緣（底板與檁條下翼緣必須采用螺釘連接），見(jiàn)圖2（a），即01J925-1第49頁(yè)大樣；第2種為頂板、底板均固定在鋼梁上翼緣（底板與檁條上翼緣必須采用螺釘連接），見(jiàn)圖2（b），即01J925-1第50頁(yè)大樣。只有雙層壓型鋼板復(fù)合保溫屋面且為第1種連接方法時(shí)，才能勾選“構(gòu)造能保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性”。檁條計(jì)算時(shí)，如果不確定屋面與檁條的連接方法，就偏于安全地不勾選“構(gòu)造保證風(fēng)吸力作用下翼緣受壓的穩(wěn)定性”。

1.4.2 夾芯板屋面

夾芯板屋面是將彩色涂層鋼板面板及底板與保溫芯材通過(guò)粘結(jié)劑（或發(fā)泡）復(fù)合而成的保溫復(fù)合圍護(hù)板材，必須通過(guò)螺釘與檁條上翼緣連接。因此，這種屋面不能勾選“構(gòu)造保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性”。

1.5 風(fēng)荷載系數(shù)分區(qū)選擇問(wèn)題

    從門(mén)剛規(guī)范第4.2.2條第4款可以看出，對(duì)于風(fēng)壓力，整個(gè)屋面風(fēng)荷載系數(shù)是一樣的；對(duì)于風(fēng)吸力來(lái)說(shuō)，角區(qū)、邊區(qū)和中間區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)不一樣（當(dāng)檁條受荷面積不小于10m²時(shí)，雙坡屋面角區(qū)和邊區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)一樣），角區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)絕對(duì)值最大，即風(fēng)吸力最大，中間區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)絕對(duì)值最小，即風(fēng)吸力最小。因此，計(jì)算時(shí)應(yīng)分別選擇角區(qū)、邊區(qū)和中間區(qū)進(jìn)行計(jì)算，或偏于安全地均按角區(qū)計(jì)算。當(dāng)然，當(dāng)檁條設(shè)計(jì)由第1種荷載組合控制時(shí)，與風(fēng)吸力無(wú)關(guān)，計(jì)算選擇角區(qū)、邊區(qū)和中間區(qū)對(duì)計(jì)算結(jié)果無(wú)影響。這種情況主要出現(xiàn)在基本風(fēng)壓較小、設(shè)置了下層拉條或勾選“構(gòu)造能保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性”的情況下。

1.6 雪荷載屋面積雪分布系數(shù)取值及雪堆載和漂移問(wèn)題

（1）一般情況下，第1種荷載組合中“活載”

    取0.5KN/m²和按門(mén)剛規(guī)范第4.3.1條求出的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值S_k中的較大值。按門(mén)剛規(guī)范第4.3.1條，S_k=μ_rS₀，其中S₀為100年重現(xiàn)期的基本雪壓，KN/m²;μ_r為屋面積雪分布系數(shù)。門(mén)剛規(guī)范第4.3.5條第1款規(guī)定：“檁條按積雪不均勻分布的最不利情況采用”。屋面積雪分布系數(shù)μ_r按門(mén)剛規(guī)范第4.3.2條取值：對(duì)于單跨單坡屋面，整個(gè)屋面均取1.0；對(duì)于單跨雙坡屋面，整個(gè)屋面取1.25；雙跨雙坡（即雙跨且每跨均為雙坡）屋面，兩個(gè)屋脊以外取1.0，兩個(gè)屋脊之間按如下方法取值：兩個(gè)屋脊處取1.0，正中間（即兩跨相連處）為2.0，兩個(gè)屋脊之間屋面按插入法求得，且不得小于1.4；當(dāng)屋面坡度≤1/20時(shí)，整個(gè)雙跨雙坡屋面均可取1.0；多跨雙坡（即多跨且每跨均為雙坡）屋面積雪分布系數(shù)取值與雙跨雙坡屋面取值相同。另外，筆者建議，對(duì)于雙跨且每跨均為單坡的屋面，參照單跨雙坡屋面取值。

    需要說(shuō)明的是，按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012^[4]（簡(jiǎn)稱(chēng)荷載規(guī)范）第7.2.1條，對(duì)于單跨單坡屋面，坡度≤25^o時(shí),屋面積雪分布系數(shù)取1.0；按照荷載規(guī)范第7.2.1條“注：1”，對(duì)于單跨雙坡屋面，僅當(dāng)屋面坡度在20^o~30^o之間時(shí)，屋面積雪分布系數(shù)取1.25，其他情況下均取1.0；按照荷載規(guī)范第7.2.1“注：3”，對(duì)于雙跨雙坡屋面，當(dāng)屋面坡度≤25^o時(shí)，屋面積雪分布系數(shù)取1.0；按照荷載規(guī)范第7.2.1“注：4”，多跨屋面積雪分布系數(shù)，可參照雙跨雙坡屋面規(guī)定采用。由于按照門(mén)剛規(guī)范第5.2.3條規(guī)定，門(mén)式剛架屋面坡度一般為1/8~1/20，即屋面坡度角θ為7.13^o~2.86^o，因此，按荷載規(guī)范，門(mén)式剛架的單跨單坡屋面、單跨雙坡屋面、雙跨雙坡屋面和多跨屋面積雪分布系數(shù)均可取1.0。

    由此可以看出，門(mén)剛規(guī)范規(guī)定的屋面積雪分布系數(shù)取值比荷載規(guī)范規(guī)定的取值大。筆者曾就此問(wèn)題咨詢(xún)過(guò)童根樹(shù)老師，他回答說(shuō)這些規(guī)定是套用美國(guó)規(guī)范的。筆者認(rèn)為，美國(guó)規(guī)范制定時(shí)可能是考慮到門(mén)式剛架對(duì)雪荷載敏感的特殊性而提高了要求。

    （2）對(duì)于高低屋面及相鄰房屋屋面有高差時(shí)（包括屋面有長(zhǎng)度大于4.5m的突出物，如女兒墻），較低屋面應(yīng)按門(mén)剛規(guī)范第4.3.3條計(jì)算雪堆積（漂移），然后第1種荷載組合中“活載”取0.5KN/m²和雪堆積（漂移）中的較大值。這里需要提醒的是，低于屋面的雨篷也應(yīng)參照高低屋面的雪堆積取值。

1.7 端開(kāi)間檁條在山墻風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生附加拉力問(wèn)題

    當(dāng)抗風(fēng)柱與鋼梁下翼緣相連時(shí)，抗風(fēng)柱位置的鋼梁加勁肋相當(dāng)于杠桿，剛性系桿為不動(dòng)鉸支座，抗風(fēng)柱在風(fēng)荷載作用下，上端將水平力傳給鋼梁下翼緣，鋼梁下翼緣向內(nèi)移動(dòng)，鋼梁上翼緣向外移動(dòng)。由于鋼梁有一定的抗扭剛度，將帶動(dòng)端開(kāi)間所有檁條向外移動(dòng)，從而端開(kāi)間檁條產(chǎn)生附加拉力。下面分析檁條在該附加拉力作用下，是否需加大截面。

    檁條設(shè)計(jì)采用最不利荷載組合，按門(mén)剛規(guī)范第4.2.1條式（4.2.1），風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ω_k=βμ_wμ_zω₀，其中，μ_z為風(fēng)壓高度變化系數(shù)；ω₀為50年重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓；β為系數(shù)，對(duì)于檁條取1.5；μ_w為風(fēng)荷載系數(shù)。因此，檁條設(shè)計(jì)采用最不利荷載組合也就是采用絕對(duì)值最大的風(fēng)荷載系數(shù)μ_w。而抗風(fēng)柱承受最大風(fēng)荷載時(shí)，風(fēng)力作用方向垂直于山墻，此時(shí)屋面檁條風(fēng)荷載系數(shù)不是絕對(duì)值最大的風(fēng)荷載系數(shù)，當(dāng)其與絕對(duì)值最大的風(fēng)荷載系數(shù)相差較多時(shí)，便有荷載富余，就可利用它彌補(bǔ)檁條的附加拉力。檁條正常設(shè)計(jì)時(shí)， 風(fēng)荷載系數(shù)按門(mén)剛規(guī)范第4.2.2條第4款取值， 抗風(fēng)柱承受最大風(fēng)荷載時(shí)，屋面檁條風(fēng)荷載系數(shù)按門(mén)剛規(guī)范第4.2.2條第2款取值。通過(guò)對(duì)比可知，雙坡屋面及單坡屋面的低區(qū)被縱向邊緣帶寬度a覆蓋的端開(kāi)間檁條，當(dāng)受荷面積A>=10m²時(shí)荷載富余較少，需加大截面，在受荷面積比10m²小的較多時(shí)荷載富余較多，一般不需加大截面；其余位置端開(kāi)間檁條荷載富余均較多，均不需加大截面。對(duì)于需加大截面的檁條，準(zhǔn)確計(jì)算其附加拉力很困難（越靠近抗風(fēng)柱檁條附加拉力越大，越往中間，檁條附加拉力越?。?，因此，準(zhǔn)確計(jì)算檁條截面加大量也很困難。為此，筆者建議，在正常設(shè)計(jì)時(shí)，端開(kāi)間被縱向邊緣帶寬度a覆蓋的檁條保留不少于20%的強(qiáng)度富余，以彌補(bǔ)設(shè)計(jì)未考慮附加壓力的不足。    

2.1 檁條拉條數(shù)量

    門(mén)剛規(guī)范第9.3.1條規(guī)定：跨度大于4米但不大于6米時(shí)，在跨度中點(diǎn)設(shè)一道；跨度大于6米但不大于9米時(shí)，在檁條跨度三分點(diǎn)各設(shè)一道；跨度大于9米但不大于12米時(shí)，在檁條跨度四分點(diǎn)各設(shè)一道。

2.2 檁條拉條位置

    門(mén)剛規(guī)范第9.3.2條規(guī)定：拉條可設(shè)在距檁條翼緣1/3腹板高度范圍內(nèi)。當(dāng)采用門(mén)剛規(guī)范第9.1.10條圖9.1.10-3（a）的連接方式（即每根拉條一端靠近較低檁條的上翼緣，另一端靠近較高檁條的下翼緣）時(shí)，門(mén)剛規(guī)范第9.1.10條條文說(shuō)明指出：“如拉條采用兩端分別靠近上、下翼緣的連接方式（圖9.1.10-3（a））），則要求屋面板能約束檁條上翼緣的側(cè)向位移?！奔次菝姘迮c檁條上翼緣采用螺釘連接。否則，這種連接方式既不能約束檁條上翼緣，也不能約束檁條下翼緣。由于拉條只能受拉不能受壓，因此，即使屋面板與檁條采用螺釘連接，也只能約束檁條上翼緣，不能約束檁條下翼緣。

2.3 檁條上層拉條

    在討論上層拉條設(shè)置問(wèn)題之前，我們先了解下面三種情況對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響：第1種情況：上翼緣有壓型鋼板用螺釘連接；第2種情況：上翼緣無(wú)壓型鋼板用螺釘連接但設(shè)置了上層拉條；第3種情況：上翼緣無(wú)壓型鋼板用螺釘連接且未設(shè)上層拉條。

    前面已經(jīng)談到，第1種情況檁條只需按式（1）做強(qiáng)度計(jì)算；第2種情況檁條需按式（2）進(jìn)行整體穩(wěn)定性計(jì)算，式（2）與式（1）相比，不僅多了第二項(xiàng)“M_y/W_eny”，而且第一項(xiàng)分母中有梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)ψ_by（小于1.0）；第3種情況檁條計(jì)算方法與第2種情況相同，但梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)ψ_by大小不同。按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018或《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017的規(guī)定計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)ψ_by時(shí)，ψ_by計(jì)算公式中有關(guān)參數(shù)取值與“跨中無(wú)側(cè)向支承”、“跨度中點(diǎn)有一個(gè)側(cè)向支承點(diǎn)”或“跨中有不少于兩個(gè)等距離側(cè)向支承點(diǎn)”有關(guān)。第2種情況下，ψ_by計(jì)算公式中有關(guān)參數(shù)按“跨度中點(diǎn)有一個(gè)側(cè)向支承點(diǎn)”（跨度不大于6m，設(shè)一根拉條）或“跨中有不少于兩個(gè)等距離側(cè)向支承點(diǎn)”（跨度大于6m，設(shè)兩根或三根拉條）取值；第3種情況下，ψ_by計(jì)算公式中有關(guān)參數(shù)按“跨中無(wú)側(cè)向支承”取值，比第2種情況計(jì)算出的ψ_by小。因此，可以得出如下結(jié)論：在彎矩大小相同的情況下，第1種情況需要的檁條截面最小，第3種情況需要的檁條截面最大，第2種情況需要的檁條截面居中（該結(jié)論同樣適合于檁條下翼緣、墻梁內(nèi)翼緣設(shè)置拉條的情況）。

    因此，當(dāng)屋面板與檁條采用直立縫鎖邊連接或扣合式連接時(shí)，必須設(shè)置上層拉條，否則不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)設(shè)計(jì)明確要求屋面板與檁條上翼緣采用螺釘連接時(shí)，理論上可不設(shè)上層拉條，但考慮到施工可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，采用直立縫鎖邊連接或扣合式連接，如果此時(shí)又未設(shè)上層拉條，那就相當(dāng)于按上述第1種情況設(shè)計(jì)、按第3種情況受力，檁條抗彎承載力將大大減小，出現(xiàn)重大安全隱患，因此，建議此時(shí)仍設(shè)上層拉條?？傊?，建議任何情況下，均設(shè)上層拉條。

2.4 檁條下層拉條

    如果下翼緣有壓型鋼板相連（圖2（a）），則不需設(shè)下層拉條。除此之外，是否需設(shè)下層拉條，原則上取決于檁條計(jì)算是否由第2種荷載組合控制。具體設(shè)計(jì)時(shí)，可先按不設(shè)下層拉條計(jì)算，檢查是否由第2種荷載組合控制，如由第2種荷載組合控制，則設(shè)下層拉條，重新計(jì)算，以減小檁條截面；如不由第2種荷載組合控制，可不設(shè)下層拉條。

2.5 計(jì)算檁條時(shí)“拉條作用”勾選問(wèn)題

    用程序計(jì)算檁條時(shí)，計(jì)算書(shū)中有“拉條作用”選項(xiàng)，設(shè)置上層或下層拉條時(shí)，勾選“約束檁條上翼緣”或“約束檁條下翼緣”；同時(shí)設(shè)置上、下層拉條，勾選“約束檁條上、下翼緣”。但如果上翼緣或下翼緣有壓型鋼板采用螺釘相連，計(jì)算時(shí)勾選了“屋面板能阻止檁條上翼緣側(cè)向失穩(wěn)”或勾選了“構(gòu)造能保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性”，就不再進(jìn)行上翼緣或下翼緣受壓的整體穩(wěn)定計(jì)算，“拉條作用”是否勾選“約束墻梁上翼緣”或“約束墻梁下翼緣”對(duì)計(jì)算結(jié)果無(wú)影響。

3.1 墻梁計(jì)算公式

    對(duì)于單側(cè)掛墻板的墻梁計(jì)算，門(mén)剛規(guī)范規(guī)定強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)符合下列要求（由于墻梁計(jì)算不由抗剪強(qiáng)度控制，因此，以下均不涉及墻梁抗剪強(qiáng)度問(wèn)題）：

（1）門(mén)剛規(guī)范第9.4.4條第1款規(guī)定：在承受朝向面板的風(fēng)壓時(shí)，墻梁的抗彎強(qiáng)度可按下列公式計(jì)算：

         M_x’/W_enx’+M_y’/W_eny’≤f      （3）    

式中：M_x’、M_y’分別為水平荷載和豎向荷載產(chǎn)生的彎矩，N.mm，當(dāng)墻體（墻板）底部端頭自承重時(shí)，M_y’=0；W_enx’、W_eny’分別為繞豎向軸x’和水平軸y’的有效凈截面模量（對(duì)冷彎薄壁型鋼）或凈截面模量（對(duì)熱軋型鋼），mm³。

    （2）門(mén)剛規(guī)范第9.4.4條第2款規(guī)定：僅外側(cè)設(shè)有壓型鋼板的墻梁在風(fēng)吸力作用下的穩(wěn)定性，可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018的規(guī)定計(jì)算。

    （3）門(mén)剛規(guī)范第9.4.5條規(guī)定：雙側(cè)掛墻板的墻梁，應(yīng)按應(yīng)門(mén)剛規(guī)范第9.4.4條計(jì)算朝向面板的風(fēng)壓力和風(fēng)吸力作用下的強(qiáng)度；當(dāng)有一側(cè)墻板底板端頭自承重時(shí)，M_y’和V_x’,_max均可取0。其中，V_x’,_max為豎向荷載產(chǎn)生的剪力。

3 .2 墻梁計(jì)算的荷載組合

一般情況下墻梁設(shè)計(jì)采用下面三種荷載組合：

第1種荷載組合：p₁=1.2恒載+1.4風(fēng)壓力。

第2種荷載組合：p₂=1.2恒載+1.4風(fēng)吸力。

第3種荷載組合：p₂=1.35恒載。

3.3 墻梁計(jì)算書(shū)中“墻板能阻止墻梁外翼緣側(cè)向失穩(wěn)”選項(xiàng)問(wèn)題

    墻梁計(jì)算書(shū)中有“墻板能阻止墻梁外翼緣側(cè)向失穩(wěn)”選項(xiàng)，從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集01J925-1、01J925-2^[5]、01J925-3^[6]可以看出，無(wú)論采用何種墻板（標(biāo)準(zhǔn)圖集稱(chēng)“墻板”為“墻體”），至少外層壓型鋼板必須與墻梁外翼緣通過(guò)螺釘連接，因此，應(yīng)勾選“墻板能阻止墻梁外翼緣側(cè)向失穩(wěn)”。

3.4墻梁計(jì)算書(shū)中“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”選項(xiàng)問(wèn)題

    計(jì)算書(shū)中有“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”選項(xiàng)，勾選時(shí)為“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”；不勾選時(shí)為門(mén)剛規(guī)范第9.4.4條第2款中墻梁“僅外側(cè)設(shè)有壓型鋼板”的情況。

由于檁條設(shè)計(jì)的第2種荷載組合是墻梁內(nèi)翼緣受壓，“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”選項(xiàng)非常重要。按門(mén)剛規(guī)范第9.4.4條第2款規(guī)定，“僅外側(cè)設(shè)有壓型鋼板”的墻梁應(yīng)計(jì)算風(fēng)吸力作用下的穩(wěn)定性。

同檁條情況一樣，為弄清什么情況下勾選“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”，必須了解墻板構(gòu)造及其與墻梁連接方法。如果墻板不設(shè)保溫層，則墻板只有一層壓型鋼板，且與墻梁外翼緣采用螺釘連接，此時(shí)不應(yīng)勾選“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”。如果墻板需做保溫層，按照01J925-1，有兩種形式：

    （1）壓型鋼板復(fù)合保溫墻板

    壓型鋼板復(fù)合保溫墻板是以墻梁作為支撐及固定骨架，骨架外板為單層壓型鋼板，骨架內(nèi)板為裝飾板；外板、內(nèi)板之間設(shè)保溫及隔熱層。根據(jù)使用要求，裝飾內(nèi)板可采用單層壓型鋼板、紙面石膏板及水泥加壓板等。當(dāng)內(nèi)板為壓型鋼板時(shí)，叫作雙層壓型鋼板復(fù)合保溫墻板；當(dāng)內(nèi)板不是壓型鋼板時(shí)，叫作單層壓型鋼板復(fù)合保溫墻板。

    單層壓型鋼板復(fù)合保溫墻板的外板（壓型鋼板）必須用螺釘與墻梁外翼緣連接，雙層壓型鋼板復(fù)合保溫墻板外板（壓型鋼板）和內(nèi)板（壓型鋼板）必須分別用螺釘與墻梁外翼緣和內(nèi)翼緣連接。因此，只有雙層壓型鋼板復(fù)合保溫墻板才能勾選“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”。墻梁計(jì)算時(shí)，如果不確定內(nèi)翼緣是否有壓型鋼板相連，就偏于安全地不勾選“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”。

    （2）同夾芯板屋面一樣，夾芯板墻板是將彩色涂層鋼板面板及底板與保溫芯材通過(guò)粘結(jié)劑（或發(fā)泡）復(fù)合而成的保溫復(fù)合圍護(hù)板材，必須通過(guò)螺釘與墻梁外翼緣連接。因此，這種墻體不應(yīng)勾選“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”。

3.5 風(fēng)荷載系數(shù)分區(qū)選擇問(wèn)題

    從門(mén)剛規(guī)范第4.2.2條第3款可以看出，對(duì)于風(fēng)壓力，所有墻面風(fēng)荷載系數(shù)是一樣的；對(duì)于風(fēng)吸力來(lái)說(shuō)，角區(qū)和中間區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)不一樣，角區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)絕對(duì)值大些，即風(fēng)吸力大些。因此，計(jì)算時(shí)應(yīng)分別選擇角區(qū)和中間區(qū)進(jìn)行計(jì)算，或偏于安全地均按角區(qū)計(jì)算。

3.6 是否需考慮墻板自重

    由于壓型鋼板墻板能夠自承重，而且從01J925-1~3可以看出，壓型鋼板墻板下端落在砌塊墻體上，因此，按照門(mén)剛規(guī)范第9.4.4條和第9.4.5條，不需考慮墻梁承擔(dān)壓型鋼板墻板自重。當(dāng)墻板為壓型鋼板復(fù)合保溫墻板且內(nèi)板不是壓型鋼板時(shí)，則應(yīng)了解內(nèi)板能否自承重，如不能自承重（如紙面石膏板），則應(yīng)考慮墻梁承擔(dān)內(nèi)板自重。但筆者從施工單位了解到，由于工期等原因，施工時(shí)有可能先安裝上部壓型鋼板墻板，后施工下部砌塊墻體，此時(shí)墻梁需承擔(dān)上部壓型鋼板墻板自重。因此，應(yīng)在圖中注明外墻應(yīng)先施工下部砌塊墻體，后施工上部壓型鋼板墻板，上部壓型鋼板墻板支承在下部的砌塊墻體上，不能由墻梁承擔(dān)上部壓型鋼板墻板自重。如果必須先施工上部壓型鋼板墻板，則建設(shè)單位應(yīng)在墻梁制作前與設(shè)計(jì)人員聯(lián)系，設(shè)計(jì)人員重新按墻梁承擔(dān)壓型鋼板自重修改設(shè)計(jì)。

4.1 墻梁拉條數(shù)量

    門(mén)剛規(guī)范第9.4.3條規(guī)定：跨度大于4米但不大于6米時(shí)，在跨度中點(diǎn)設(shè)一道；跨度大于6米時(shí)，在檁條跨度三分點(diǎn)各設(shè)一道。

4.2 墻梁拉條位置

    約束受壓翼緣的拉條可設(shè)在距墻梁翼緣1/3腹板高度范圍內(nèi)；僅承擔(dān)墻板自重的拉條可設(shè)在腹板高度中點(diǎn)位置。

4.3 墻梁外層拉條

    由于墻體至少有一層外板（壓型鋼板）與墻梁外翼緣連接，能阻止墻梁外翼緣側(cè)向失穩(wěn)，因此，可不設(shè)外層拉條。

4.4 墻梁內(nèi)層拉條

    內(nèi)層拉條在墻體為雙層壓型鋼板復(fù)合保溫墻板時(shí)可以不設(shè)，其他情況下均應(yīng)設(shè)內(nèi)層拉條，否則不經(jīng)濟(jì)。如果設(shè)計(jì)時(shí)不確定是雙層壓型鋼板復(fù)合保溫墻板，就偏于安全地設(shè)內(nèi)層拉條。

4.5 承擔(dān)墻板自重的拉條

    當(dāng)需要拉條承擔(dān)墻板自重或墻梁自重時(shí)，可在腹板高度中點(diǎn)位置設(shè)拉條；如果需設(shè)拉條約束墻梁內(nèi)翼緣，則內(nèi)翼緣拉條可兼做承重拉條，不需再在腹板高度中點(diǎn)位置設(shè)承重拉條。拉條能減小墻板自重作用下彎矩計(jì)算跨度，從而減小墻梁截面，節(jié)約造價(jià)。

4.6 計(jì)算墻梁時(shí)“拉條作用”勾選問(wèn)題

    用程序計(jì)算墻梁時(shí)，計(jì)算書(shū)中有“拉條作用”選項(xiàng)，設(shè)置內(nèi)層拉條后，計(jì)算時(shí)“拉條作用”就可勾選“約束墻梁內(nèi)翼緣”，但如果內(nèi)翼緣有壓型鋼板采用螺釘連接，計(jì)算時(shí)勾選“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”，就不再進(jìn)行內(nèi)翼緣受壓的整體穩(wěn)定計(jì)算，“拉條作用”是否勾選“約束墻梁內(nèi)翼緣”對(duì)計(jì)算結(jié)果無(wú)影響；外層拉條本來(lái)可不設(shè)，如果設(shè)了，由于計(jì)算時(shí)勾選“墻板能阻止墻梁外翼緣側(cè)向失穩(wěn)”，不再進(jìn)行外翼緣受壓的整體穩(wěn)定計(jì)算，“拉條作用”是否勾選“約束墻梁外翼緣”對(duì)計(jì)算結(jié)果也無(wú)影響。

    （1）檁條計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：

    1）“屋面板能阻止檁條上翼緣側(cè)向失穩(wěn)”的選項(xiàng)不得隨意勾選，只有在屋面板與檁條采用螺釘連接時(shí)（圖1（c））才能勾選；當(dāng)屋面板與檁條采用直立縫鎖邊連接（圖1（a））或扣合式連接（圖1（b））時(shí)不能勾選。如果不確定屋面板與檁條采用何種連接方式，則應(yīng)偏于安全地不勾選。

    2）“構(gòu)造保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性”選項(xiàng)不得隨意勾選，只有在屋面板為雙層壓型鋼板復(fù)合保溫屋面且下層壓型鋼板與檁條下翼緣連接（圖2（a））時(shí)才能勾選；其他情況下，均不能勾選。如果不確定采用何種屋面及其與檁條的連接方式，則應(yīng)偏于安全地不勾選。

    3）由于屋面角區(qū)、邊區(qū)和中間區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)（吸力）不一樣（角區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)絕對(duì)值最大，中間區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)絕對(duì)值最小），因此，檁條應(yīng)分別選擇角區(qū)、邊區(qū)和中間區(qū)進(jìn)行計(jì)算，或偏于安全地均按角區(qū)計(jì)算。

    4）一般情況下，檁條設(shè)計(jì)第1種荷載組合中“活載”取0.5KN/m²和按門(mén)剛規(guī)范第4.3.1條求出的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值S_k中的較大值；對(duì)于高低屋面及相鄰房屋屋面有高差時(shí)（包括屋面有長(zhǎng)度大于4.5m的突出物，如女兒墻），較低屋面應(yīng)按門(mén)剛規(guī)范第4.3.3條計(jì)算雪堆載（漂移），然后第1種荷載組合中“活載”取0.5KN/m²和雪堆載（漂移）中的較大值；低于屋面的雨篷也應(yīng)參照高低屋面的雪堆載取值。

    5）當(dāng)抗風(fēng)柱與鋼梁下翼緣相連，抗風(fēng)柱承受風(fēng)壓時(shí)，端開(kāi)間檁條有附加拉力，正常設(shè)計(jì)時(shí)，端開(kāi)間被縱向邊緣帶寬度a覆蓋的檁條應(yīng)保留一定的強(qiáng)度富余（建議為20%），以彌補(bǔ)設(shè)計(jì)未考慮附加壓力的不足。

    （2）檁條拉條設(shè)置應(yīng)注意以下問(wèn)題：

    1）采用門(mén)剛規(guī)范第9.1.10條圖9.1.10-3（a）的連接方式（即每根拉條一端靠近較低檁條的上翼緣，另一端靠近較高檁條的下翼緣）時(shí)，屋面板與檁條應(yīng)采用螺釘連接，否則，拉條既不能約束檁條上翼緣，也不能約束檁條下翼緣。

    2）當(dāng)屋面板與檁條采用直立縫鎖邊連接（圖1（a））或扣合式連接（圖1（b））時(shí)，應(yīng)設(shè)上層拉條，否則，不經(jīng)濟(jì)；當(dāng)設(shè)計(jì)明確要求屋面板與檁條上翼緣采用螺釘連接（圖1（c））時(shí)，理論上可不設(shè)上層拉條，但考慮到施工可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，采用直立縫鎖邊連接或扣合式連接，如果此時(shí)又未設(shè)上層拉條，檁條抗彎承載力將大大減小，出現(xiàn)重大安全隱患，因此，建議此時(shí)仍設(shè)上層拉條?？傊?，建議任何情況下均設(shè)上層拉條。

    3）滿足下列兩種情況之一時(shí)可不設(shè)下層拉條，其他情況下，為了經(jīng)濟(jì)合理，均應(yīng)設(shè)下層設(shè)拉條：

①有壓型鋼板與檁條下翼緣采用螺釘連接（圖2（a））時(shí)；

②基本風(fēng)壓較小，檁條計(jì)算由第1種荷載組合控制時(shí)。

    （3）墻梁計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：

    1）始終可以勾選“墻板能阻止墻梁外翼緣側(cè)向失穩(wěn)”選項(xiàng)，因?yàn)閴Π灞仨毻ㄟ^(guò)螺釘與墻梁外翼緣連接。

    2）“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”選項(xiàng)不得隨意勾選，只有在墻板為雙層壓型鋼板復(fù)合保溫墻板時(shí)才能勾選。如果不能確定墻板為雙層壓型鋼板復(fù)合保溫墻板，則應(yīng)偏于安全地不勾選。

    3）由于角區(qū)和中間區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)（吸力）不一樣（角區(qū)風(fēng)荷載系數(shù)絕對(duì)值較大），因此，墻梁應(yīng)分別選擇角區(qū)和中間區(qū)進(jìn)行計(jì)算，或偏于安全地均按角區(qū)計(jì)算。

    4）墻梁計(jì)算可不考慮壓型鋼板墻板自重，但應(yīng)在圖中注明外墻應(yīng)先施工下部砌塊墻體，后施工上部壓型鋼板墻板，上部墻板支承在下部砌塊墻體上，不能由墻梁承擔(dān)上部墻板自重。當(dāng)墻板為壓型鋼板復(fù)合保溫墻板且內(nèi)板不是壓型鋼板時(shí)，如內(nèi)板不能自承重（如紙面石膏板），則應(yīng)考慮墻梁承擔(dān)內(nèi)板自重。

    （4）墻梁拉條設(shè)置應(yīng)注意以下問(wèn)題：

    1）因?yàn)閴Π灞仨毻ㄟ^(guò)螺釘與墻梁外翼緣連接，因此，可不設(shè)外層拉條。

    2）在墻板為雙層壓型鋼板復(fù)合保溫墻板時(shí)，可不設(shè)內(nèi)層拉條；其他情況下，均應(yīng)設(shè)內(nèi)層拉條，否則，不經(jīng)濟(jì)。

    3）僅承擔(dān)墻板自重或墻梁自重的拉條可設(shè)在腹板高度中點(diǎn)位置；約束墻梁內(nèi)翼緣的拉條可兼做承重拉條。

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[4] 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范：GB50009-2012[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[5] 壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構(gòu)造（二）：01J925-2[S]：中國(guó)計(jì)劃出版社，2007.

[6] 壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構(gòu)造（三）：01J925-3[S]：中國(guó)計(jì)劃出版社，2008.

勘察設(shè)計(jì)大師、規(guī)范主編