“拉条”不是小角色

张利军

在工业厂房、物流仓储等大跨度房屋中，压型钢板复合保温屋面和墙面系统的应用非常广泛。尤其在门刚结构中，这种屋面和墙面系统几乎是不二选择。因为其轻薄，对风雪荷载很敏感，所以存在一些不同于普通结构的问题。比如，屋面板和墙面板与檩条的连接、檩条之间拉条的布置，就是貌似简单却非常值得重视的问题。拉条是檩条稳定性的保障，檩条+隅撑是门刚梁柱稳定性的保障，拉条布置不当，有可能给主体结构留下安全隐患，所以说“拉条”不是小角色，有必要再对拉条的布置进行一下梳理。

一、 先看《门刚规范》中的几个条文：

1. 第11.1.3条：屋面板与檩条的连接方式有：直立缝锁边连接型、扣合式连接型、螺钉连接型。

2. 第11.1.6条：当采用直立缝锁边连接或扣合式连接时， 屋面板不应作为檩条的侧向支撑 。当屋面板采用螺钉连接时， 屋面板可作为檩条的侧向支撑 。

3. 根据《门刚规范》第四章的规定可推算出，在风吸力工况下，几乎所有这类屋面的荷载设计值均为负值。

推算过程如下：

按《门刚规范》式（4.2.1），屋面风荷载标准值 ；

该式中各参数取值如下：

（1）基本风压：重现期50年，按全国各地偏低取值为 ；

（2）放大系数： β=1.5

（3） 风压高度变化系数： （按高度10米左右，粗糙度按B类取值）

（4） 风荷载体型系数（按《门刚规范》表4.2.2-4a取值）：

按常用柱距的偏低值取檩条跨度 ，则有效风荷载面积：

。

由表4.2.2-4a中间区查得， ，则：

风荷载标准值：

；

屋面恒载一般为0.25kN/m2；

则屋面荷载设计值：

。

可见，几乎所有的轻型屋面都会在风吸力作用下出现檩条下翼缘受压的情况。

4. 第9.1.10条文说明：

（1）由于恒载和活载组合下檩条上翼缘受压，恒载和风荷载组合下檩条下翼缘受压，需同时考虑这两种工况，所以应设置双层拉条，分别靠近檩条的上下翼缘。

（2）当檩条下翼缘连接有内衬板时，可代替下层拉条，可仅设上层拉条。

（3）拉条采用两端分别靠近上下翼缘的连接方式时（拉条上下错位安装），则要求屋面板能约束檩条上翼缘的侧向位移。也就是说，下图1所示的    拉条布置方式成立的前提是：檩条上翼缘与压型钢板必须采用螺钉连接。

二、 压型钢板复合保温屋面板的分类及其与檩条的连接方式：

压型钢板复合保温屋面板可分为单层压型钢板、檩条露明型双层压型钢板、檩条暗藏型双层压型钢板三类。

1.单层压型钢板复合保温屋面板，如下图2：

这种屋面只有一层压型钢板，因防水和防锈蚀的需要，压型钢板与檩条不能采用螺钉连接，而是采用直立缝锁边或扣合式连接。

可见，这种屋面板对檩条没有侧向支撑作用。

2. 檩条露明型双层压型钢板复合保温屋面，如下图3：

这种屋面有两层压型钢板，底层压型钢板与檩条上翼缘用螺钉连接，螺钉间距不大于250mm，将附檩下翼缘、底层压型钢板和檩条上翼缘连接在一起，可对檩条上翼缘形成侧向支撑作用。上层压型钢板与附檩采用直立缝锁边或扣合式连接。

可见，这种屋面板对檩条上翼缘有侧向支撑作用。檩条下翼缘则需另设侧向支撑措施。

3. 檩条暗藏型双层压型钢板复合保温屋面，如下图4：

这种屋面也有两层压型钢板，底层压型钢板与檩条下翼缘用螺钉连接，螺钉间距不大于250mm，对檩条下翼缘形成侧向支撑作用。上层压型钢板与檩条上翼缘采用直立缝锁边或扣合式连接，无侧向支撑作用。

可见，这种屋面板对檩条下翼缘有侧向支撑作用。檩条上翼缘则需另设侧向支撑措施。

三、 不同类型屋面板的拉条布置：

根据上述各类型屋面板与檩条的连接方式和规范要求，各类型屋面板中拉条的布置要求如下：

1. 单层压型钢板复合保温屋面：

必须设置双层拉条，分别约束檩条的上下翼缘，如下图5：

2. 檩条露明型双层压型钢板复合保温屋面：

可采用双层拉条（如图5），或采用拉条两端分别靠近檩条上下翼缘的连接方式（拉条上下错位安装），如下图6、7。因拉条只能承受拉力，拉条错位安装仅能对檩条形成单方向约束。所以务必注意，拉条方向应与檩条下翼缘的“虚拟力”作用方向相反，参见下图6、7，而且C形檩条和Z形檩条的拉条方向相反。图7.10-2摘自《门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义》， 蓝框中的箭头为虚拟力的作用方向。关于虚拟力，也可参见《门刚规程》CECS102-2002。另外，在屋面板安装完毕之前，拉条错位安装时无法将螺丝拧紧，需待屋面板安装完毕后二次检查、适当拧紧，否则影响拉条对檩条下翼缘的约束效果。

拉条方向应与下图中虚拟力（蓝框）的作用方向相反：

3. 檩条暗藏型双层压型钢板复合保温屋面：

可采用单层拉条，靠近檩条上翼缘设置，如下图8：

4. 连续檩条因在重力荷载工况和风吸力工况下，上下翼缘都同时存在受压区，所以无论屋面板是何种类型，连续檩条均应设置双层拉条，如图5。对于檩条暗藏型双层压型钢板屋面，可仅在檐口和屋脊部位设有撑杆的檩间设置双层拉条。

四、 压型钢板复合保温墙面的拉条布置：

压型钢板与墙檩的连接一般均为螺钉连接，所以对墙檩的侧向支撑作用较好。

墙面分为竖向排板和横向排板。一般应尽量采用底端自承重的竖向排板，比较经济合理，故这里主要梳理竖向排板且自承重的墙面。分为两类：

1. 单层压型钢板复合保温墙面，如下图9：

这种墙面只有一层压型钢板，与墙檩用螺钉连接，可以对墙檩外侧翼缘提供侧向支撑，所以拉条应布置在墙檩的内侧翼缘附近，在墙面承受风吸力时对墙檩内侧翼缘起到侧向支撑作用，如下图10。

下图11中，拉条和墙板位于墙檩的同一侧是不对的。因为墙檩的内侧翼缘没有侧向支撑，在风吸力作用下稳定性没有保障。

2. 双层压型钢板复合保温墙面，如下图12：

这种墙面在墙檩内外侧各有一层压型钢板，与墙檩用螺钉连接，对墙檩内外侧翼缘均形成侧向支撑。但此时依然需要设置拉条，以满足施工安装阶段的需要。此时应将拉条设置在墙檩的外侧翼缘附近，如图11之2-2剖面。

3. 对于非底端自承重的墙面，应慎重验算墙檩的双向受弯和扭转，此时应设双侧拉条，并验算拉条的竖向承载力。

4. 对于横向排板的墙面，应在主结构钢柱间设H形或箱形钢横梁，竖向间距4~6米，注意验算横梁的双向受弯、扭转和变形。横梁之间设竖向墙檩，水平间距1.5米左右。

五、总结：

    综合上述，压型钢板复合保温屋面和墙面的拉条布置如下表：