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近年來(lái)，由于冷彎薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)具有重量輕、強(qiáng)度高、安裝簡(jiǎn)便、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)和便利等特點(diǎn)，冷彎薄壁檁條和橫桿作為介于主框架構(gòu)件與屋面板或墻面之間的中間構(gòu)件而廣泛應(yīng)用于各種建筑中。為了加強(qiáng)整體性，通常把梯形的屋面板與這些構(gòu)件錨固在一起的。這些構(gòu)件的截面形狀有Z形、C形和∑形等。早期對(duì)冷彎鋼構(gòu)件的研究主要著重于各種單個(gè)構(gòu)件的屈曲行為上。例如，Hancock提出一種有限條方法，用來(lái)分析薄壁構(gòu)件在受純彎、均布受壓或兩者耦合作用時(shí)其局部屈曲、橫向扭轉(zhuǎn)屈曲和變形屈曲的應(yīng)力狀態(tài)；Davies等用廣義梁理論對(duì)受均布荷載作用的不同構(gòu)件進(jìn)行了屈曲分析。最近Schafer編制了一個(gè)比較全面的有限元分析程序，他在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處考慮彈簧的約束作用，可以分析檁條-覆板體系的各種屈曲行為。在以前的研究中，覆板對(duì)構(gòu)件的約束要么被忽略要么被認(rèn)為是無(wú)窮大。葉志明等則充分考慮了覆板對(duì)檁條構(gòu)件的部分約束作用，研究了Z形截面檁條-覆板體系的強(qiáng)度和屈曲問(wèn)題。他們建立了新的力學(xué)模型，用兩個(gè)彈簧ks和kr來(lái)代替覆板的約束，同時(shí)編制了計(jì)算程序來(lái)分析ks、kr對(duì)Z形檁條的影響。
冷彎薄壁檁條-覆板體系常常受向上的風(fēng)荷載而破壞。如最近常有報(bào)道英國(guó)一些體育看臺(tái)的擋雨棚常常被風(fēng)掀飛，其中檁條受彎扭而破壞。鑒于此，本文主要運(yùn)用了葉志明提出的模型分析冷彎薄壁檁條-覆板體系下的檁條強(qiáng)度問(wèn)題；結(jié)合文獻(xiàn)，比較覆板剛度及偏心距對(duì)C、Z形截面檁條荷載承載力的影響。C形截面和Z形截面是兩個(gè)典型的常用截面。C截面是對(duì)稱截面，但形心與剪切中心不重合，存在著原始偏心距；Z截面是反對(duì)稱截面，存在著慣性積，但形心與剪切中心重合。
對(duì)于一個(gè)受向上風(fēng)荷載作用的檁條-覆板體系，覆板對(duì)檁條的約束采用兩個(gè)彈簧來(lái)代替：一個(gè)是橫向的彈簧，彈簧的剛度為ks；一個(gè)是扭轉(zhuǎn)彈簧，彈簧的剛度為kr坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)在截面的形心處，x軸為檁條的軸線，y、z軸為橫截面平面內(nèi)的形心軸。體系受向上的風(fēng)荷載作用，風(fēng)荷載使得檁條受彎；由于扭轉(zhuǎn)彈簧和偏心荷載的存在，檁條還受到扭轉(zhuǎn)作用，此時(shí)檁條的彎曲控制方程和扭轉(zhuǎn)控制方程分別，E為楊氏彈性模量，Iy和Iz為截面y、z軸的慣性矩，Iyz為截面的慣性積；w、v為y、z方向的撓度，qy、qz為y、z方向的分布荷載；EIω是翹曲剛度，GJ是扭轉(zhuǎn)剛度，φ是扭轉(zhuǎn)角，T是扭矩。則截面上任何一點(diǎn)(y，z)的彎曲應(yīng)力、翹曲應(yīng)力和總應(yīng)力可由公式計(jì)算。
σxm是彎矩產(chǎn)生的縱向應(yīng)力，σxw是翹曲產(chǎn)生的翹曲應(yīng)力，σ是總的應(yīng)力；My、Mz分別為y、z方向的彎矩；ω是扇形坐標(biāo)。這里檁條是受向上的風(fēng)荷載作用，此時(shí)風(fēng)荷載遠(yuǎn)大于檁條上面的覆板及隔熱層的重力荷載。
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