木结构屋面构件设计

[资料来源:木结构设计手册] [阅读次数:17398] [加入时间:2009年9月16日] [字号: ]

屋面构件设计
 
一、 屋面构造

屋面由防水材料和屋面木基层组成。在无吊顶的保温屋盖中,保温层设置在屋面内。屋面木基层构件除了把屋面荷载传递至屋盖承重结构外,还对提高屋盖的空间刚度和保证屋盖的空间稳定发挥重要的作用。由于使用要求上的不同,木基层的构造也有所不同。我国木屋盖的防水材料多为瓦材,随着科技的发展,彩钢压型板、多彩沥青油毡瓦逐渐得到推广采用,图6. 2. 1所示者为几种常用的屋面构造形式。


 
二、设计要求

屋面木基层由挂瓦条、屋面板、瓦桷(瓦椽)、椽条和檩条等屋面构件组成。在设计时,应根据所用屋面防水材料,各地区气象条件以及房屋使用要求等不同情况确定木基层的组成形式,同时在设计中还应注意以下要求:

1. 挂瓦条、屋面板和瓦桷的用料长度至少应跨越三根椽条或檩条。

2. 对于设有锻锤或其他较大振动设备的房屋,为防止屋瓦受振落下伤人或损坏设备, 宜设置屋面板。


3. 屋面板、瓦桷、椽条等构件接长时,接头应设置在下层支承构件上,且接头应错开。

4. 双坡屋面的椽条应在屋脊处相互牢固连接。

5. 设计檩条时宜优先采用简支檩条。只有在屋面坡度较为平缓,而供应的木材又多为板材时,方可采用正放等跨连续檩条。

6. 方木檩条宜正放,当构造上需要时也可斜放。方木檩条正放时,椽条、檩条、屋架上弦等相互之间要垫平卡紧,如图6.2.20 。

 

7. 等跨连续檩条各中间跨采用两块木板拼成,两块木板的接头相互错开,接头位置设在距檩条支座O. 2113 l ≈0. 21 l处;在边跨,考虑弯矩较中间跨大些,可采用三块木板拼成。图6.2.3为等跨连续檩条构造示意图。
连续檩条木板之间用钉连接,在木板接头处钉的用量按计算确定,其余部分每隔500mm交错地钉一个钉。

8. 当采用钢木檩条时,在受拉圆钢的下折处,须设置可靠的支撑构件,以保证檩条的侧向稳定。

9. 木梁宜采用原木、方木或胶合木制作。木梁在支座处应设置防止其侧倾的侧向支承和防止其侧向位移的可靠锚固。当采用方木梁时,其截面高宽比一般不宜大于4,高宽比大于4时,应采取措施保证木梁的侧向稳定。


10. 屋面构件的截面和间距宜按表6.2.1中所列的常用尺寸选择。

三、屋面构件的计算

屋面构件应遵照下列规定进行计算:

1. 对于屋面构件承载能力极限状态,应按下列两种荷载效应的基本组合进行设计;对于屋面构件正常使用极限状态,应按第一种荷载的标准组合进行挠度验算。

(1) 恒荷载和活荷载(或恒荷载和雪荷载);

(2) 恒荷载和一个1. 0kN施工或检修集中荷载。

2. 对于稀铺屋面构件,当构件间距不大于150mm时,1. 0kN施工或检修集中荷载由两根构件共同承受;若间距大于150mm,则由一根构件承受。对于密铺屋面板,1. 0kN施工或检修集中荷载,由300mm宽的屋面板承受。

3. 当采用第二种荷载组合进行施工或维修阶段承载力验算时,木材的强度设计值应 乘以1. 2的调整系数。

4. 验算挂瓦条、瓦桷和屋面板的挠度时,挠度限值可取为l/150(l一构件的计算跨度)。

5. 计算屋面板、瓦桷和椽条时,只考虑荷载垂直于屋面的分力的作用;而平行于屋面的分力影响不大,可略去不计。

6. 连续檩条接头处连接用钉的数量按下式计算。

7. 等跨连续檩条的边跨已增加一块木板,故不必再验算;但对作为中间第一支座的屋架,还应按该支座反力R=1. 13(g+q) l进行验算。

屋面构件计算公式列于表6.2.2。

四、木屋盖的吊顶

1. 吊顶构造

(1) 木屋盖吊顶是由吊顶罩面板、吊顶搁栅、吊顶大梁等构件组成。吊顶一般设置于屋架下弦。吊顶受力构件的布置通常有以下三种情况:

a) 吊顶主梁垂直于屋架下弦,吊顶搁栅平行于屋架下弦;

b) 吊顶主梁平行于屋架下弦,吊顶搁栅垂直于屋架下弦;

c) 不设吊顶主梁,吊顶搁栅垂直于屋架下弦;

d) 吊顶主梁应用螺栓(或扁钢吊篮)吊于下弦节点或靠近节点处,如图6.2.4所示。吊顶主梁的两侧钉上小方木条,用以支承吊顶搁栅。

(2) 当采用无吊顶主梁的布置方案时,吊顶搁栅可直接支承在钉于屋顶下弦两侧的小方木条上,也可用吊木将吊顶搁栅吊于下弦。

(3) 吊顶搁栅间距一般取400~1000mm,且能适用于罩面板的连接构造需要。

(4) 设有保温层的吊顶,保温材料与下弦之间应保持100~150mm的净距。

2.吊顶计算要点

(1) 吊顶主梁、吊顶搁栅一般均按简支单向弯曲构件计算。

(2) 计算吊顶主梁和吊顶搁栅时,应考虑施工或检修集中荷载1. 0kN。

(3) 吊顶的主要连接件(如吊顶主梁的螺栓、吊顶搁栅木条用的钉)应按受力大小进行计算。

(4) 当吊顶搁栅直接支承(或吊)于屋架下弦节间时,必须对下弦作偏心受拉验算。

以上资料由收集整理


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