式中 a0 ——竖向均布荷载设计值q和形心主轴y轴的夹角。
由图可见，在屋面坡度不大的情况下，卷边Z形钢的qx指向上方(屋脊)，而卷边槽钢和H型钢的qx总是指向下方(屋檐)。
对设有拉条的简支檩条(和墙梁)，由qx、qy分别引起的Mx和My按表1—4计算。
1．5．4 檩条的截面选择
1．5．4．1 强度计算
当屋面能阻止檩条的失稳和扭转时，可按下列强度公式验算截面：
式中 Mx、My——对截面x轴和y轴的弯矩；
Wenx、Weny——对两个形心主轴的有效净截面模量。 1.5.4.2 整体稳定计算
当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时(如采用扣合式屋面板时)，应按稳定公式(1—68)验算截面：
式中 Wex、Wey——对两个形心主轴的有效截面模量；
φbx——梁的整体稳定系数，按GB 50018的规定由下式计算：
式中 y——梁在弯矩作用平面外的长细比； A——毛截面面积； h——截面高度；
J。——梁的侧向计算长度；J。’卢bJ；
／／b——梁的侧向计算长度系数，按表1-5采用； 1——梁的跨度； f，、f：——系数，按表1—5采用；
e。——横向荷载作用点到弯心的垂直距离：对于偏心压杆或当横向荷载作 用在弯心时e。二0；当荷载不作用在弯心且荷载方向指向弯心时e。 为负，而离开弯心时e。为正；
Ⅳ，——对z轴的受压边缘毛截面截面模量； ／。——毛截面扇形惯性矩； Iv——对y轴的毛截面惯性矩； It——扭转惯性矩。
如按上列公式算得甲bx值大于0．7，则应以甲，bx值代替甲bx，甲，h值应按下式计算：
在风吸力作用下，当屋面能阻止上翼缘侧移和扭转时，受压下翼缘的稳定性应按《规程》附录E的规定计算。该方法考虑屋面板对檩条整体失稳的约束作用，能较好反映檩条的实际性能，但计算比较复杂。当屋面不能阻止上翼缘侧移和扭转时，受压下翼缘的稳定性应按公式(1—68)计算；当采取可靠措施能阻止檩条截面扭转时，可仅计算其强度。 在式(1-67)和式(1—68)中截面模量都用有效截面，其值应按GB 50018规范的规定计算。但是檩条是双向受弯构件，翼缘的正应力非均匀分布，确定其有效宽度的计算比较复杂。对于和屋面板牢固连接并承受重力荷载的卷边槽钢、Z形钢檩条，经过分析得出翼缘全部有效的范围如下，可供设汁参考。式中 九、^、‘——分别为截面高度、翼缘宽度和板件厚度。 GB 50018规范所附卷边槽钢和卷边Z形钢规格，多数都在上述范围之内。需要提出注意的是这两种截面的卷边宽度应符合GB 50018规范的规定，见表1-6。如选用公式(1-73)范围外的截面，应按有效截面进行验算。 1．5．4．3 变形计算实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。对卷边槽形截面的两端简支檩条，应按公式(1—74)进行验算。式中 qky——沿y轴作用的分荷载标准值；
／：——对x轴的毛截面惯性矩。对Z形截面的两端简支檩条，应按公式(1—75)进行验
算。式中 。——屋面坡度；
／x1——Z形截面对平行于屋面的形心轴的毛截面惯性矩。 容许挠度[u)按表1—7取值。 1．5．5 构 造 要 求
(1)当檩条跨度大于4m时，应在檩条间跨中位置设置拉条。当檩条跨度大于6m时，应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转，并且提供x轴方向的中间支点。此中间支点的力需要传到刚度较大的构件。为此，需要在屋脊或檐口处设置斜拉条和刚性撑杆。当檩条用卷边槽钢时，横向力指向下方，斜拉条应如图1-28(o)、 (^)所示布置。当檩条为Z形钢而横向荷载向上时，斜拉条应布置于屋檐处(图1—28c)。以上论述适用于没有风荷载和屋面风吸力小于重力荷载的情况。
当风吸力超过屋面永久荷载时，横向力的指向和图1-27相反。此时Z形钢檩条的斜拉条需要设置在屋脊处，而卷边槽钢檩条则需设在屋檐处。因此，为了兼顾两种情况，在风荷载大的地区或是在屋檐和屋脊处都设置斜拉条，或是把横拉条和斜拉条都做成可以既承拉力又承压力的刚性杆。
拉条通常用圆钢做成，圆钢直径不宜小于lOmm。圆钢拉条可设在距檩条上翼缘1／3腹板高度范围内。当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时，屋面宜用自攻螺钉直接与檩条连接，拉条宜设在下翼缘附近。为了兼顾无风和有风两种情况，可在上、下翼缘附近交替布置。当采用扣合式屋面板时，拉条的设置根据檩条的稳定计算确定。刚性撑杆可采用钢管、方钢或角钢做成，通常按压杆的刚度要求 [λ]≤220来选择截面。
拉条、撑杆与檩条的连接见图1—29。斜拉条可弯折，也可不弯折。前一种方法要求弯折的直线长度不超过15mm，后一种方法则需要通过斜垫板或角钢与檩条连接。
(2)实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，檩托可用角钢和钢板做成，檩条与檩托的连接螺栓不应少于2个，并沿檩条高度方向布置，见图1—30。设置檩托的目的是为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性。
(3)槽形和Z形檩条上翼缘的肢尖(或卷边)应朝向屋脊方向，以减少荷载偏心引起的扭矩。
(4)计算檩条时，不能把隅撑作为檩条的支承点。
[例题1-2] 一轻型门式刚架结构的屋面，檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢，截面尺寸为C160x 60x 20x 2．0，材料为Q235。水平檩距1．2m，檩条跨度6m，屋面坡度8％(a=4．57°)，檩条跨中设置一道拉条(图1—31)，试验算该檩条的承
载力和挠度是否满足设计要求。 已知该檩条承受的荷载为： (1)1．2x永久荷载+1．4x屋面活荷载 荷载标准值qk：0．995kN／m
荷载设计值ql‘1．235kN／m
(2)1．0x永久荷载+1．4x风吸力荷载
荷载设计值 qx=0．016kN／m；qy=0．731kN／m
[解] (1)檩条的毛截面几何特性经查附表1—1，知C160x 60x 20x 2．0截面的毛截 (3)有效截面计算根据公式(1—73)及表1-6： (4)强度验算根据公式(1—67)，验算檩条在第
一种荷载组合作用下①、②点的强度： (5)整体稳定验算根据公式(1-68)验算在第二种荷载组合作用下(下翼缘受压)檩条的整体 稳定。
受弯构件的整体稳定系数由GB 50018规范计算：根据计算结果知，该檩条的强度、整体稳定和挠度均满足设计要求。
1．6 墙梁、支撑设计和本章小结
1．6．1 墙 梁 设 计 1．6．1．1 墙梁的截面形式墙梁一般采用冷弯卷边槽钢，有时也可采用卷边z形钢。墙梁在其自重、墙体材料和水平风荷载作用下，也是双向受弯构件。墙板常
做成落地式并与基础相连，墙板的重力直接传至基础，故墙梁的最大刚度平面在水平方向。当采用卷边槽形截面墙梁时，为便于墙梁与刚架柱的连接而把槽口向上放置，单窗框下沿的墙梁则需槽口向下放置。
墙梁应尽量等间距设置，在墙面的上沿、下沿及窗框的上沿、下沿处应设置一道墙梁。为了减少竖向荷载产生的效应，减少墙梁的竖向挠度，可在墙梁上设置拉条，并在最上层墙梁处设斜拉条将拉力传至刚架柱，设置原则和檩条相同。
墙梁可根据柱距的大小做成跨越一个柱距的简支梁或两个柱距的连续梁，前者运输方便，节点构造相对简单，后者受力合理，节省材料。 1．6．1．2 墙梁的计算 墙梁的荷载组合有两种：
1．2x竖向永久荷载+1．4X水平风压力荷载 1．2x竖向永久荷载+1．4x水平风吸力荷载
在墙梁截面上，由外荷载产生的内力有：水平风荷载Qx产生的弯矩M，、剪力1／，；由竖向荷载g，产生的弯矩M。、剪力y。(计算公式见表1—4)。墙梁的设计公式和檩条相同。当墙板放在墙梁外侧且不落地时，其重力荷载没有作用在截面剪力中心，计算还应考虑双力矩B的影响，计算双力矩产生的正应力参见本书上册2．3．3节，双力矩B的计算公式见CB 50018规范的附录A。
1．6．2 支撑构件的设计
门式刚架结构中的交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中的受压杆件及刚性系杆按压杆设计。
刚架斜梁上横向水平支撑的内力，根据纵向风荷载按支承于柱顶的水平桁架计算，并记人支撑对斜梁起减少计算长度作用而承受的力，对于交叉支撑可不计压杆的受力。刚架柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向风荷载(如有吊车，还应计入吊车纵向制动力)按支承于柱脚上的竖向悬臂桁架计算，并计入支撑对柱起减小计算长度而应承受的力，对交叉支撑可不计压杆的受力。当同一柱列设有多道柱间支撑时，纵向力在支撑间可平均分配。
支撑杆件中，拉杆可采用圆钢制作，用特制的连接件与梁、柱腹板相连，并应以花兰螺丝张紧。压杆宜采用双角钢组成的T形截面或十字形截面，按压杆设计的刚性系杆也可采用圆管截面。
1．6．3 本 章 小 结