钢结构设计-墙梁设计
1.6 — 墙梁设计
1.6.1 墙梁的构造要求 1.6.2 墙梁的荷载 1.6.3 墙梁内力计算 1.6.4 墙梁截面验算 1.6.5 柱间支撑的布置与计算
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➢ 墙架系统主要由墙梁、拉条、斜拉条、撑杆、 以及墙面板等组成。
➢ 墙梁主要承受由墙板传递的水平风荷载及墙板 和墙梁竖向自重。拉条的作用主要是承受墙梁 竖向荷载,减小墙梁平面内竖向挠度。
➢ 墙梁的截面主要是C型和Z型两种冷弯薄壁型钢 截面形式。
墙梁布置:墙梁的布置,应考虑设置门窗、 挑檐、遮雨篷等构件和围护材料的要求。
墙梁布置实例
墙梁 岩棉保温材料
墙梁 墙梁支架
墙梁
拉条
窗洞支架 墙梁支架
1.6.1 墙梁的构造要求
轻型墙体结构的墙梁宜采用卷边槽形或斜卷边的 冷弯薄壁型钢。
均不大于墙梁的容许挠度,即:
max
—墙梁的容许挠度,具体数值见《钢
结构设计规范》
1.6.5 柱间支撑的布置与计算
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS规定:
门式刚架轻型房屋钢结构在每个温度区段或分期建设的区 段中,应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
十字型柱间支撑
八字型支撑
上柱柱间支撑
Mx My B f
nx Wefny W
Wefnx -对主轴x的有效净截面抵抗矩 Wefny-对主轴y的有效净截面抵抗矩 W -截面的毛截面扇性抵抗矩。
▪ 剪应力验算
x
3Vx max 4b0t
fv
y
3Vy max 2h0t
fv
f v --钢材的抗剪设计强度;
,V Vxmax y max --墙梁在x、y方向承担的剪力最大值;
支撑,以组成几何不变体系.
柱间支撑的截面型式:采用两个角钢组 成的T型截面、圆钢管截面。
柱间支撑的型式:根据厂房使用要求可 以布置成十字型或者八字型。
柱间支撑作用:主要传递山墙传来的风 荷载,增加房屋整体刚度。
十字型支撑
八字型柱间支撑
八字型柱间支撑节点构造
节点板 圆管支撑
柱间支撑连接节点详图
墙梁的间距取决于墙板板型和规格等,一般墙梁的 间距取1-1.5米左右;遇有窗口位置等情况作特殊 处理;墙梁宜布置在刚架柱的外侧。
1.6.2 墙梁荷载
▪ 荷载
x
1.竖向荷载—墙板自重和墙梁自重
2.水平荷载-风荷载
y
y
▪ 荷载组合
x
双侧挂墙板
1.竖向荷载+水平风荷载(迎风)
2.竖向荷载+水平风荷载(背风)
通常墙梁的最大刚度平面在水平方向(槽口方向
向下),墙梁主要承担水平风荷载。
x 双侧挂板 A qx
qx
x 单侧挂板
A
yqy 风荷载
o
y
yqy
风荷载
o
y
x
x
(a)双侧挂墙板
(b)单侧挂墙板
▪ 墙梁槽口的朝向应视具体情况而定:槽口向上,便
于连接,但容易积灰积水,钢材易锈蚀;槽口向下, 不易积灰积水,但连接不便。
柱
角钢支撑杆
节点板
节点板
角钢支撑杆
圆管支撑 圆管钢柱
柱间支撑节点构造 节点板
圆管支撑 扁钢连接件
▪ 柱间支撑受力分析
柱间支撑斜杆按拉杆设计,如图所示,当杆件受压时 退出工作,另一个斜拉杆承载。
F
F
压杆
拉杆
F
F
拉杆
压杆
➢ 柱间支撑计算
▪ 按拉杆设计,所受拉力为:Nt F sin
▪ 强度验算: Nt A f F
下柱柱间支撑
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柱间支撑的布置原则:
柱间支撑的间距应根据房 屋纵向受力情况及安装条 件确定,一般不宜大于 4560 m;
▪ 当房屋高度较大时,柱间
支撑宜分层设置;
▪ 端部柱间支撑考虑温度应
力影响宜设置在第二柱间, 同时在第一开间的相应位 置应设置刚性系杆。
▪ 在设置柱间支撑的开间,宜同时设置屋盖横向
▪ 在水平风荷载 q y作用下(迎风或背风),墙梁产
生弯矩的计算简图:
qy
Mx
➢y
➢x
➢A
➢o ➢y
➢x 双侧挂墙板
1.6.4 墙梁截面验算
▪ 首先根据墙梁跨度、荷载和拉条设置情况,初
选墙梁截面,然后对墙梁截面进行验算。
▪ 截面验算包括:正应力验算,剪应力验算,整
体稳定验算以及刚度验算。
▪ 正应力验算
▪ 刚度验算: l0 imin F
——拉杆长细比容许值
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墙梁设计-小结
▪ 墙架系统主要由墙梁、拉条、斜拉条、
撑杆、以及墙面板等组成。
▪ 墙梁承担双向荷载,为一双向受弯构件。 ▪ 墙梁截面验算包括:正应力验算,剪应
力验算,整体稳定验算以及刚度验算。
▪ 柱间支撑的布置与计算。
1.6.3 墙梁内力计算
▪ 墙梁承担双向荷载,为一双向受弯构件。当荷载
未通过截面弯曲中心时,尚应考虑因荷载偏心产
生的双弯扭力矩B(单侧挂墙板)。
qx
x
A
yqy
o
y
x
(b)单侧挂墙板
▪ 在竖向荷载 qx 作用下,墙梁产生弯矩 M y ,拉
条作为一个支承点,按连续梁计算,如下图所示。
qx
My
墙架结构中拉条的布置
b0 ,h0 --墙梁沿x、y方向的计算高度;
t --墙梁壁厚。
➢ 整体稳定验算
▪ 对于单侧挂墙板的墙梁在背风风载时,尚需
计算其整体稳定性。
Mx My B f
W bx efx Wefy W bx — 单向弯矩 M x 作用下墙梁的整体稳定 系数。
➢ 刚度验算
▪ 分别验算墙梁在竖向和水平方向的最大挠度