第!"卷第#期建筑结构$%%"年#月轻钢结构设计中几个常见错误分析
鲁莉
（交通部第三航务工程勘察设计院上海$%%%!$）梁发云（同济大学地下建筑与工程系上海$%%%&$）［提要］轻钢结构近年来在我国得以广泛应用，但部分设计人员没有接受过专门培训，由于设计不周等原因造成的事故时有发生。
针对这一情况，结合具体实例，总结了轻钢结构设计中在支撑设置、拉条设置、拉条节点等几方面的常见设计错误，并加以分析，供设计人员参考。
［关键词］轻钢结构设计错误门式刚架支撑拉条
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务，从业人员的素质良莠不齐。
因此，轻钢结构由于设
计不周等原因造成的事故时有发生［F ］。
笔者通过多年
来从事轻钢结构设计的实践和体会，总结了设计工作
中常见的错误，提出来以供广大设计人员参考。
一、关于支撑的设置
正确的支撑系统应能形成完整的传力路线，否则
就不能发挥作用。
设计人员对此必须有正确的认识。
（F ）屋面支撑不设压杆，构造如图F （3
）所示。
一般屋面支撑多采用张紧的圆钢，只能承受拉力，在不设压
杆的情况下无法形成传递水平力的桁架，支撑实际上
不起作用。
正确的构造应如图F （>）所示，在承受水平
力时，其计算模型如图F （2）所示，图中虚线所示为
退
出工作的杆件。
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叉支撑杆的角度较小，不在通常认为的!"#!$"#范围内，不宜采用。
但仔细分析，可打消这种疑虑。
从受力上，图%（&）所示的斜杆与水平力方向夹角小，对于传递水平力来说是有利的；在构造上，支撑与刚架连接可采用适应不同角度的连接件，施工不存在困难，因而这种布置是合适的。
当屋面是双坡对称结构时，也可采用如图!（(
）所
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价低者为佳。
另一值得考虑的问题是屋面檩条在檐口的布置。
轻钢规程［!］第"#$#%条图示表示当檩条倒向檐口时应在檐口布置斜拉条与撑杆。
此外，笔者认为在以下两种情况下檐口布置斜拉条与撑杆也是必要的：（&）将拉条视为檩条的侧向支撑点，从而减小檩条的计算长度，这在檩条兼做屋面支撑的压杆和计算檩条在风吸力作用下的稳定性时是非常重要的。
因拉条只能受拉，作为侧向支撑点必须能同时承受拉力和压力，这时需在檐口和屋脊布置斜拉条和撑杆，如图$所示，檩条无论向哪个方向变形都被拉条拉住，可视拉条
拉结点为侧向支撑点。
（!）当屋面采用“钢丝网’铝箔’玻璃棉’彩钢板”时，安装时需将钢丝网张紧，在檐口处则会对檩条产生沿屋面向上的拉力，易将檩条拉弯，此时也应在檐口设斜拉条和撑杆。
还有一点需补充说明，设斜拉条处应设撑杆（压杆），以形成稳定的几何不变体系。
撑杆不宜采用圆钢，因为多数情况下圆钢不能满足压杆的长细比和稳定要求。
三、拉条的连接
拉条与檩条的连接节点在《轻钢规程》［!］中第"#$#"条中作了规定。
笔者曾碰到过因拉条节点设置不当引起的事故。
浙江某轻钢屋面，檩条跨度&!(，跨中设三道拉条，一工人站在檩条上安装拉条，拉条安装好后，当该工人从檩条上站起来准备离开时，檩条开始大幅晃动，最后拉条被拉断，工人不幸从檩条上摔下受伤。
拉条采用的是直径)((的圆钢，拉断这根拉条的力至少需要!*!&%!)!／+*&,#)-.，而工人的自重不超过!-.，自重沿屋面的分力不可能达到拉断拉条的程度。
经分析，问题出在拉条的连接上，该拉条连接如图%（/）所示，拉条设在檩条截面的中线处。
因0形截面的剪心与形心不重合，在工人自重"的作用下，还产生了扭矩#*"$，又因为檩条跨度很大，檩托的抗扭作用对跨中檩条约束很小，当拉条设在截面中线处时，拉条的力臂为,，对扭转无抵抗作用。
因此，檩条从跨中开始失稳，出现大幅晃动。
在晃动中，由于檩条和拉条的相对位置改变，拉条力的作用线偏离檩条剪心，产生一很小的力臂$&，则拉条力为!*"$／$&，因$／$&很大，造成!很大，直至将拉条拉断。
正确的做法见文［!］第"#$#"条规定，如图%（1）将拉条连在檩条上端&／$高度处（见图%（1）），在竖向力作用下拉条可提供较大的抗扭约束。
还有一种常见的拉条连接如图%（2）所示，拉条一端连在檩条上端&／$高度处，另一端连在檩条下端&／$高度处。
笔者认为这种做法要慎用。
拉条对檩条产生一顺时针方向的扭矩，与屋面自重产生的扭矩同向，而与风吸力产生的扭矩反向。
在安装阶段，屋面板还未
做好，不能阻止檩条在自重和施工荷载作用下的失稳，这种做法尤其不利。
在使用阶段，如果屋面不能阻止檩条失稳，则拉条的附加扭矩对檩条也是不利的。
当然，在吸风作用下，拉条的扭矩与风荷载扭矩相抵消，则对檩条是有利的。
另外还有如图%（3）的做法，拉条的扭矩与图%（2
）的方向相反，则它在施工阶段有利而在吸风作用下不利。
两种做法都有利弊，将之结合起来则可有效地防止檩条失稳，即如图%（4）
的做法。
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