輕型鋼結(jié)構(gòu)講義ppt課件

1、 第 四 章 墻 架 與 龍 骨 4.1 概要 輕質(zhì)墻通常采用壓型鋼板、夾芯板、石棉瓦等輕質(zhì)材料作為墻板，墻板可單側(cè)或雙側(cè)掛在墻梁上，并經(jīng)過(guò)墻梁將墻體自重及程度荷載傳至承重柱或墻架柱和根底。 輕質(zhì)墻可減輕構(gòu)造自重，滿足各項(xiàng)運(yùn)用要求，縮短施工周期，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 墻梁通常采用冷彎薄壁型鋼制造，常用截面為卷邊C型鋼、卷邊Z型鋼和槽鋼，窗框上下及門框上的橫梁，宜采用冷彎薄壁方管或矩形管。 與熱軋槽鋼、角鋼或工字鋼墻梁相比，可節(jié)省鋼材30左右，且制造、運(yùn)輸、安裝比較方便。 近年來(lái)各類建筑的內(nèi)隔墻和吊頂也廣泛采用冷彎薄壁型鋼龍骨又稱輕鋼龍骨，與以往的隔墻及吊頂相比具有自重輕、抗震性能好、施工簡(jiǎn)

2、便且美觀等諸多優(yōu)點(diǎn)。4-2 墻梁 4-2.1 根本規(guī)定 墻梁主要接受程度風(fēng)荷載， 的主平面置于程度方向，并采用支托支承于柱外側(cè)，墻梁通常緊貼柱外側(cè)與焊在柱上的角鋼支托經(jīng)過(guò)螺栓相連。 槽鋼槽口可向上或向下放置，實(shí)踐工程多采用向下布置，因向上布置易積水、積灰，會(huì)加速墻梁銹蝕。 Z 型鋼墻梁通常平放在角鋼支托上，其截面主軸與水平線略有傾斜，計(jì)算中需思索此傾角。 在程度荷載作用下，墻梁通常設(shè)計(jì)成單跨簡(jiǎn)支梁，柱距較小時(shí)可設(shè)計(jì)成兩跨延續(xù)梁。 xxyyxxyy如下圖，宜將剛度較大 當(dāng)柱距大于6m時(shí)，常在兩柱中間加設(shè)墻架柱，按兩等跨延續(xù)梁計(jì)算；設(shè)置隅撐的方法按三跨延續(xù)梁計(jì)算，進(jìn)而減小墻梁跨中的彎矩和撓度，同時(shí)

3、隅撐為墻梁內(nèi)肢提供側(cè)向支承點(diǎn)。 計(jì)算簡(jiǎn)圖如右所示。 槽鋼或 Z 型鋼墻梁垂直于地面方向的剛度較弱，必需設(shè)置豎向支撐，即在墻梁的豎向平面中設(shè)置拉條系統(tǒng)，墻梁中拉條的設(shè)置同屋面拉條的設(shè)置。 拉條承當(dāng)?shù)膲w自重經(jīng)過(guò)斜拉條傳至承重柱或墻架柱上，普通每隔 5 根墻梁設(shè)置一對(duì)斜拉條，以分段傳送墻體自重。 隅撐柱墻梁6m l 10m斜拉條拉條墻梁ab如下圖，也可如右圖所示經(jīng)過(guò) 墻體不高時(shí)，可在柱頂設(shè)置小桁架與拉條相連，墻體自重經(jīng)由拉條經(jīng)過(guò)小桁架傳至柱頂。 當(dāng)采用單層墻板時(shí)，墻板通常掛于墻梁外側(cè)，在墻體自重作用下墻梁將發(fā)生改動(dòng)，如圖a所示將拉條設(shè)置于靠墻板一側(cè)的1/3腹板高度范圍內(nèi)。 當(dāng)采用雙層輕質(zhì)墻板時(shí)，將

4、墻板掛于墻梁兩側(cè)，墻板能有效地阻止墻梁的改動(dòng)變形，拉條宜設(shè)置于墻梁中央的豎向平面內(nèi)，如圖b所示。 墻梁的豎向支撐亦可采用如圖c、d所示的形式，由兩道平行的或交叉的拉條組成柔性抗扭支撐；或如e圖所示，由冷彎薄壁槽鋼或方矩形控制成的剛性抗扭支撐。adcbe墻梁拉條拉條撐桿墻梁如下圖， 抗扭支撐可減小墻梁的改動(dòng)變形，提高墻梁的整體穩(wěn)定性。剛性抗扭支撐還可把墻體荷載直接傳至根底，使傳力簡(jiǎn)捷、直接。 在豎向荷載墻體自重作用下，無(wú)拉條的簡(jiǎn)支墻梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，跨中設(shè)有一道拉條和跨間設(shè)有兩道拉條的簡(jiǎn)支墻梁可分別按兩跨和三跨延續(xù)梁計(jì)算。 墻梁與壓型鋼板墻板的連接，可以采用6mm的自攻螺釘在壓型鋼板波谷處與墻梁相

5、連，也可采用6mm的鉤頭螺栓在壓型鋼板波峰處與墻梁相連。 每塊壓型鋼板在同一程度處與墻梁的銜接應(yīng)不少于3個(gè)銜接件，相鄰墻梁處的銜接件應(yīng)交錯(cuò)布置。自攻螺釘墻梁壓型鋼板鉤頭螺栓ab如下圖，4-2.2 墻梁的荷載與受力分析 作用于墻梁的荷載有豎向荷載和程度風(fēng)荷載。 豎向荷載包括墻體墻板和保溫、隔熱資料等自重、墻梁自重、玻璃窗自重等永久荷載，還能夠存在雨蓬上的可變荷載，如雪荷載或屋面均布活荷載、積灰荷載等。 設(shè)計(jì)墻梁時(shí)，通常思索以下兩種荷載組合： 豎向荷載設(shè)計(jì)值+程度風(fēng)壓力設(shè)計(jì)值迎風(fēng)面； 豎向荷載設(shè)計(jì)值+程度風(fēng)吸力設(shè)計(jì)值背風(fēng)面。 程度風(fēng)荷載q y產(chǎn)生彎矩Mx，對(duì)于跨越一個(gè)柱距的墻梁，按單跨簡(jiǎn)支梁計(jì)算；

6、跨越兩個(gè)柱距的墻梁，按兩跨連續(xù)梁計(jì)算；以角隅撐作為支撐的墻梁按三跨延續(xù)梁計(jì)算。 按構(gòu)造力學(xué)方法計(jì)算跨中及支座處的彎矩； 跨中及支座處的彎矩也可按下表采用。 檁檁 條墻條墻 梁的梁的 內(nèi)內(nèi) 力力 計(jì)計(jì) 算算 檁條形式 拉 條設(shè) 置 由q y產(chǎn)生的彎矩Mx 由q x產(chǎn)生的彎矩My 單 跨 簡(jiǎn) 支 檁 條 無(wú)拉條 跨 中有 一 道 拉條 三分點(diǎn)處各有一道拉條 雙 跨 連 續(xù) 檁 條 無(wú)拉條 每跨跨中有 一道拉條 q812xl132-6412lqxxq l23601901-lxq22q lx116-81x2q llqx2lqx37.2-12lqx56-12lqx5212112lqx122lq18y-y

7、8q l121162lqy 豎向荷載qx產(chǎn)生的彎矩My可根據(jù)墻梁跨間拉條的設(shè)置情況計(jì)算，拉條可作為墻梁的支承點(diǎn)，按構(gòu)造力學(xué)方法計(jì)算跨中及支座處的彎矩。 跨中及支座處的彎矩也可按上表采用。 在豎向荷載qx和程度風(fēng)荷載q y作用下，墻梁接受的剪力按構(gòu)造力學(xué)方法計(jì)算，也可按下表采用。 墻 梁 剪 力 Vx 的 計(jì) 算 圖 式 拉 條 數(shù) 荷 載 簡(jiǎn) 圖 剪 力 Vx 圖最大支座反力 無(wú) 拉 條 0.5qxl跨中一道拉條 0.625q x l跨中三分點(diǎn)處 設(shè)兩道拉條 0.367q x l0.5q x l0.5q x l0.313q x l0.188q x l0.188q x l0.313q x l0.

8、2q x l0.133q x l0.133q x l0.2q x l0.167q x l0.167q x llqxqxl / 2l / 2qxl/3l/3l/3 墻 梁 剪 力 Vy 的 計(jì) 算 圖 式4-2.3 墻梁的強(qiáng)度與穩(wěn)定計(jì)算 當(dāng)墻板放在墻梁外側(cè)且不落地時(shí)，其重力荷載即豎向荷載q x及程度風(fēng)荷載q y不經(jīng)過(guò)墻梁截面的剪切中心，墻梁為荷載偏離截面彎心且與主軸傾斜的受彎構(gòu)件，應(yīng)思索雙力矩的影響。 簡(jiǎn)支墻梁的抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：墻 梁 類 別 荷 載 簡(jiǎn) 圖 剪 力 Vy 圖最大支座反力單跨簡(jiǎn)支梁 0.5q y l兩跨連續(xù)梁 1.25q y l0.5q y l0.5q y l0.625q y

9、 l0.375q y l0.375q y l0.625q y llqyqyl / 2l / 2xye0osqxqy如下圖，fWBWMWMenyyenxx 式中：Mx、My ：對(duì)截面主軸x、y軸的彎矩； Wenx、Weny ：對(duì)截面主軸x軸和y軸的有效凈截面 模量； B ：與所取彎矩同一截面的雙力矩， 簡(jiǎn)支梁的雙力矩按附錄采用； W ：與彎矩引起的應(yīng)力同一驗(yàn)算點(diǎn)處的 毛截面扇性模量。 當(dāng)不能在構(gòu)造上保證整體穩(wěn)定性時(shí)，還應(yīng)按下式計(jì)算其穩(wěn)定性： 式中：Wex、Wey ：對(duì)截面主軸x軸和y軸的受壓邊緣 的有效截面模量； bx ：冷彎薄壁型鋼墻梁的整體穩(wěn)定系 數(shù)，采用繞強(qiáng)軸彎曲的穩(wěn)定系數(shù)。fWBWMWM

10、eyybxexx 假設(shè)墻梁兩側(cè)均設(shè)置墻板并與墻梁結(jié)實(shí)銜接，或者墻梁一側(cè)設(shè)有墻板另一側(cè)設(shè)置可阻止墻梁改動(dòng)變形的拉條和撐桿，可以為構(gòu)造上能保證墻梁的整體穩(wěn)定性。僅計(jì)算強(qiáng)度即可，此時(shí)強(qiáng)度計(jì)算中可不計(jì)雙力矩的影響。 需求指出的是，當(dāng)墻梁一側(cè)設(shè)有墻板并與墻梁結(jié)實(shí)連接時(shí)，不能以為墻梁的穩(wěn)定性得到保證，因外側(cè)掛墻板的墻梁上作用背風(fēng)面風(fēng)荷載時(shí)，此時(shí)遠(yuǎn)離墻板側(cè)的墻梁翼緣受壓，仍需按上式驗(yàn)算墻梁的整體穩(wěn)定性。 x 軸和 y 軸方向的抗剪強(qiáng)度可分別按下式計(jì)算：式中：Vxmax、Vymax ：豎向荷載設(shè)計(jì)值qx和程度風(fēng)荷載設(shè) 計(jì)值qy所產(chǎn)生的剪力的最大值； f v ：鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；v0 xmaxxtb43Vfv

11、0ymaxyth23Vf b0、h0 ：墻梁截面沿截面主軸 x、y方向的計(jì)算高 度，取相交板件銜接處兩內(nèi)弧起點(diǎn)間的距 離； t ：墻梁截面的厚度。4-2.4 墻梁的剛度計(jì)算 墻梁在豎向荷載 qx作用下產(chǎn)生撓度，在程度風(fēng)荷載q y作用下產(chǎn)生程度變位，應(yīng)分別按單跨簡(jiǎn)支梁和多跨延續(xù)梁計(jì)算，拉條可作為支承點(diǎn)。 墻梁的程度變位和豎向撓度可按以下兩表采用。 墻梁程度變位和豎向撓度的最大值均應(yīng)滿足下式要求： 式中 ：按荷載規(guī)范值算得的墻梁豎向撓度和水 平變位的最大值； vvmaxmaxv ：墻梁的允許撓度值，按規(guī)范采用， 墻梁的允許撓度與其跨度之比為： 壓型鋼板、瓦楞鐵墻面的程度方向?yàn)?/150； 窗洞頂部的墻梁程度和豎直方向?yàn)?/200，且豎 向撓度不得大于10mm，否那么會(huì)影響窗扇的開(kāi)啟。 圓鋼拉條直徑不宜小于10mm，所需截面面積應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算確定。 拉條視為墻梁跨間的豎向支承，其內(nèi)力按延續(xù)梁的支承反力計(jì)算，也可直接采用前面列表墻梁剪力Vx的計(jì)算圖式中的最大支座反力。 v 墻 梁 水 平 變 位 計(jì) 算 公 式 類 別 荷 載 簡(jiǎn) 圖最大水平變位計(jì)算公式僅跨越一個(gè)柱距 跨越兩個(gè)柱距 設(shè) 有 角 隅 撐lq kyq kyl / 2l / 2q kyl/3l/3l/3IE384q5=x4kylvmaxyIE192q=x4kylvm