(房屋钢结构设计课件)第一章6墙梁设计

1、(房屋钢结构设计课件)第一章6墙梁设计 墙架系统主要由墙梁、拉条、斜拉条、撑杆、墙架系统主要由墙梁、拉条、斜拉条、撑杆、以及墙面板等组成。以及墙面板等组成。拉条的作用主要是承受墙梁竖向荷载，减小墙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。墙梁主要承受由墙板传递梁平面内竖向挠度。墙梁主要承受由墙板传递的风荷载。的风荷载。墙梁的截面主要是墙梁的截面主要是C C型和型和Z Z型两种冷弯薄壁型钢型两种冷弯薄壁型钢截面形式。截面形式。墙梁墙梁岩棉保温材料岩棉保温材料墙梁支架墙梁支架墙梁墙梁墙梁墙梁墙梁支架墙梁支架窗洞支架窗洞支架 通常墙梁的最大刚度平面在水平方向（槽口方通常墙梁的最大刚度

2、平面在水平方向（槽口方向向下），墙梁主要承担水平风荷载。向向下），墙梁主要承担水平风荷载。yxyqyxxqoA(a)双侧挂墙板(b)单侧挂墙板xqyyAoxxqy风荷载风荷载风荷载风荷载双侧挂板双侧挂板单侧挂板单侧挂板1.6.1 1.6.1 墙梁的构造要求墙梁的构造要求墙梁槽口的朝向应视具体情况而定：槽口向上，便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，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。不易积灰积水，但连接不便。墙梁的间距取决于墙板的材料强度、尺寸、所受荷墙梁的间距取决于墙板的材料强度、尺寸、所受荷载的大小等

3、，一般墙梁的间距取载的大小等，一般墙梁的间距取1 11.51.5米左右，遇米左右，遇有窗口位置等情况作特殊处理。有窗口位置等情况作特殊处理。 荷载荷载 1.1.竖向荷载竖向荷载墙板自重和墙梁自重墙板自重和墙梁自重 2.2.水平荷载风荷载水平荷载风荷载荷载组合荷载组合 1.1.竖向荷载水平风荷载（迎风）竖向荷载水平风荷载（迎风） 2.2.竖向荷载水平风荷载（背风竖向荷载水平风荷载（背风）1.6.2 1.6.2 墙梁荷载墙梁荷载墙梁承担双向荷载，为一双向受弯构件。当荷载墙梁承担双向荷载，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未通过截面弯曲中心时，尚应考虑因荷载偏心产生的

4、双弯扭力矩生的双弯扭力矩B B（单侧挂墙板）。（单侧挂墙板）。在竖向荷载在竖向荷载 作用下，墙梁产生弯矩作用下，墙梁产生弯矩 ，拉，拉条作为一个支承点，按连续梁计算，如下图所示。条作为一个支承点，按连续梁计算，如下图所示。xqyMxq1.6.3 1.6.3 墙梁内力计算墙梁内力计算墙架结构布置图墙架结构布置图在水平风荷载在水平风荷载 作用下（迎风或背风），墙作用下（迎风或背风），墙梁产生弯矩的计算简图：梁产生弯矩的计算简图： yqqy当墙梁双侧挂墙板（图当墙梁双侧挂墙板（图a a），且墙板与墙梁牢），且墙板与墙梁牢固连接时，墙梁受荷不会发生扭转，此时双弯固连接时，墙梁受荷不会发生扭转，此时双弯

5、扭力矩扭力矩B B0 0；当墙梁单侧挂墙板时（图当墙梁单侧挂墙板时（图b b），由于竖向荷载），由于竖向荷载和水平风载均不通过墙梁中心和水平风载均不通过墙梁中心A A，且单侧挂墙，且单侧挂墙板不能有效阻止墙梁的扭转，此时墙梁将产生板不能有效阻止墙梁的扭转，此时墙梁将产生双弯扭力矩双弯扭力矩B B。yxyqyxxqoA(a)双侧挂墙板(b)单侧挂墙板xqyyAoxxqy 跨中最大双弯扭力矩为：跨中最大双弯扭力矩为： 其中：其中： B B的计算系数；的计算系数； 计算截面双向荷载对弯曲中心的合扭计算截面双向荷载对弯曲中心的合扭 矩，以绕弯曲中心逆时针方向为正；矩，以绕弯曲中心逆时针方向为正； 墙梁

6、跨度。墙梁跨度。2max01. 0mlBml实际工程，至少外翼缘受到面板蒙皮效应的约束，实际工程，至少外翼缘受到面板蒙皮效应的约束，强梁不会出现扭转强梁不会出现扭转,因此可不计入双弯扭力矩的作用。因此可不计入双弯扭力矩的作用。 首先根据墙梁跨度、荷载和拉条设置情况，初首先根据墙梁跨度、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。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。体稳定验算以及刚度验算。1.6.4 1.6.4 墙梁截面验算墙梁截面验算正应力验算正应力验算 对主轴对主轴x x的有

7、效净截面抵抗矩的有效净截面抵抗矩 对主轴对主轴y y的有效净截面抵抗矩的有效净截面抵抗矩 截面的毛截面扇性抵抗矩。截面的毛截面扇性抵抗矩。fWBWMWMefnyyefnxxefnxWefnyWW 剪应力验算剪应力验算 -钢材的抗剪设计强度；钢材的抗剪设计强度； -墙梁在墙梁在x x、y y方向承担的剪力最大值；方向承担的剪力最大值； -墙梁沿墙梁沿x x、y y方向的计算高度；方向的计算高度； -墙梁壁厚。墙梁壁厚。 vxxftbV0max43vyyfthV0max23vfmaxxVmaxyV0b0ht 整体稳定验算整体稳定验算对于单侧挂墙板的墙梁在背风风载时，尚需对于单侧挂墙板的墙梁在背风风

8、载时，尚需计算其整体稳定性。计算其整体稳定性。 单向弯矩单向弯矩 作用下墙梁的整体稳定作用下墙梁的整体稳定系数。系数。fWBWMWMefyyefxbxxbxxM 刚度验算刚度验算分别验算墙梁在竖向和水平方向的最大挠度分别验算墙梁在竖向和水平方向的最大挠度均不大于墙梁的容许挠度，即：均不大于墙梁的容许挠度，即： 墙梁的容许挠度。墙梁的容许挠度。 max 刚框架端墙构造刚框架端墙构造 刚框架端墙刚框架端墙由由门式刚框架、门式刚框架、抗风柱和墙梁抗风柱和墙梁组组成。成。抗风柱抗风柱上下上下端铰接，被设计端铰接，被设计成只承受水平风成只承受水平风荷载作用的抗弯荷载作用的抗弯构件，由与之相构件，由与之相

9、连的墙梁提供柱连的墙梁提供柱子的侧向支撑。子的侧向支撑。 刚框架山墙1234山墙斜梁2抗风柱连接板抗风柱山墙檩条侧面墙檩条山墙檩条山墙刚架柱山墙刚架柱柱脚底板1234十字型柱间支撑十字型柱间支撑八字型支撑八字型支撑1.6.5 1.6.5 柱间支撑的布置与计算柱间支撑的布置与计算返回下柱柱间支撑下柱柱间支撑上柱柱间支撑上柱柱间支撑柱间支撑的截面型式柱间支撑的截面型式：采用两个角钢组成的采用两个角钢组成的T T型截面、圆钢管截面。型截面、圆钢管截面。柱间支撑的布置柱间支撑的布置: :一般布置在厂房两端第一开一般布置在厂房两端第一开间或者是第二开间，若厂房长度超过间或者是第二开间，若厂房长度超过60

10、60米时，米时，则需要在中部再加设一道支撑。则需要在中部再加设一道支撑。柱间支撑的型式：柱间支撑的型式：根据厂房使用要求可以布置根据厂房使用要求可以布置成十字型或者八字型。成十字型或者八字型。柱间支撑作用：柱间支撑作用：主要传递山墙传来的风荷载，主要传递山墙传来的风荷载，增加房屋整体刚度。增加房屋整体刚度。十字型支撑十字型支撑八字型柱间支撑八字型柱间支撑八字型柱间支撑节点构造八字型柱间支撑节点构造节点板节点板圆管支撑圆管支撑柱间支撑连接节点详图柱间支撑连接节点详图柱角钢支撑杆角钢支撑杆节点板节点板柱间支撑节点构造柱间支撑节点构造节点板节点板圆管钢柱圆管钢柱圆管支撑圆管支撑圆管支撑圆管支撑扁钢连

11、接件扁钢连接件柱间支撑受力分析柱间支撑受力分析 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。退出工作，另一个斜拉杆承载。 压杆拉杆拉杆压杆FFFF 柱间支撑计算柱间支撑计算按拉杆设计，所受拉力为：按拉杆设计，所受拉力为：强度验算强度验算: :刚度验算刚度验算: : 拉杆长细比容许值拉杆长细比容许值sinFNtfANt min0il 返回 墙梁设计小结墙梁设计小结墙架系统主要由墙梁、拉条、斜拉条、撑杆、墙架系统主要由墙梁、拉条、斜拉条、撑杆、以及墙面板等组成。以及墙面板等组成。墙梁承担双向荷载，为一双向受弯构件。当荷墙梁承担双向荷载，为一双向