《墙架和檩条》PPT课件.ppt

1、一、檩条设计 1.实腹式檩条的截面有哪些型式？ 2.如何判断冷弯薄壁型钢檩条全截面有效？ 3.檩条和墙梁设置拉条的目的是什么？如何设置？ 4.哪些情况下，需要计算檩条的整体稳定性？ 5.檩条与屋架、屋面梁如何连接？,8.7 墙架和檩条,一、檩条设计 1. 檩条的截面形式、特点及适用范围 檩条一般用于轻型屋面工程中，截面形式有实腹式、空腹式和格构式。 实腹式：高度一般为1/351/50跨度 槽钢、工字钢、H型钢。厚度较厚，强度不能充分发挥，主要用于重型工业厂房。高频焊接H型钢。 冷弯薄壁型钢，壁厚不宜小于1.5mm。常用截面形式有Z形和C形两种。,8.7 墙架和檩条,槽钢、H型钢檩条,薄壁型钢檩

2、条,卷边Z形檩条适用于屋面坡度i1/3的情况，这时屋面荷载作用线接近于其截面的弯心（扭心），并可通过叠合形成连续构件。Z形檩条的主平面x轴的刚度大，挠度小，用钢量省，制造和安装方便，在现场可叠层堆放，占地少，是目前较合理和普遍采用的一种檩条形式。 卷边C形檩条适用于屋面坡度i1/3的情况，其截面在使用中互换性大，用钢量省。,8.7 墙架和檩条,空腹式：由上、下弦角钢和缀板焊接组成，能合理地利用小角钢和薄钢板，用钢量较少，因缀板间距较密拼装和焊接的工作员较大故应用较少。 格构式：高度一般取跨度的1/121/20 平面桁架式 由角钢和圆钢制成：侧向刚度较差，但取材方便，受力明确，适用于屋面荷载或根

3、距较小的屋面。 冷弯薄壁制成：全部杆件为冷弯薄壁型钢 ，用钢量省，受力明确，平面内外刚度均较大，适用于大檩距的屋面。或主要部分上弦杆和端竖压杆采用冷弯薄壁型钢（图a），其余杆件采用圆钢，多用于1.5m檩距。,8.7 墙架和檩条,空间桁架式：结构合理，受力明确，整体刚度大，不需设置拉条，安装方便，但制造较费工，用钢量较大，适用于跨度、荷载和檩距均较大的情况。 下撑式：立放时平面内刚度大，但侧向刚度差；平放时侧向刚度大，安装方便，但用钢量稍多 格构式檩条的构造和制作相对复杂，侧向刚度较低，但用钢量较少。当屋面荷载较大或檩条跨度大于9m时，宜采用格构式檩条，并应验算其上翼缘的稳定性。 本节仅介绍实腹

4、式的设计方法，其它形式檩条的设计内容可参考有关设计手册。,8.7 墙架和檩条,8.7 墙架和檩条,（a）平面桁架式檩条；（b）下撑式檩条；（c）空腹式檩条,返回,2. 檩条的荷载 包括屋面材料的自重（如屋面板、保温棉的自重）、屋面均布活荷载、风荷载、雪荷载、积灰荷载等，另外还有檩条自重、施工检修荷载和悬挂荷载等。计算时需将上述荷载换算为单位长度的线荷载。 设置在刚架斜梁上的檩条在垂直于地面的均布荷载作用下，沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作用，属于双向受弯构件。在进行受力分析时，首先要把均布荷载q分解为沿截面形心主轴方向的荷载分量qx 、qy ， 0竖向均布荷载设计值q和形心主轴y轴的夹角。,8

5、.7 墙架和檩条,8.7 墙架和檩条,实腹式檩条截面的主轴和荷载,3. 檩条的弯矩 对x轴，由qy引起，按单跨简支梁计算。跨中最大弯矩： 对y轴，qx引起，拉条作为支撑，按多跨连续梁计算 无拉条时 一根拉条位于檩条跨中时 跨中负弯矩 ： 拉条与支座间正弯矩 ： 两根拉条位于檩条三分点时 三分点处负弯矩 ： 跨中正弯矩 ： 对于多跨连续梁，在计算Mx时，不考虑活荷载的不利组合，跨中和支座处弯矩都近似0.1qyl2。,8.7 墙架和檩条,4. 檩条的截面设计 确定有效截面的截面特性 檩条为双向受弯构件，对卷边C形和Z形薄壁型钢，应按有效截面特性计算，其翼缘的正应力非均匀分布。但可近似地忽略由My引

6、起的应力，将檩条上翼缘视作均匀受压的一边支承、一边卷边板件，将下翼缘视作均匀受拉板件，将腹板视为非均匀受压的两边支承板件，其有效截面按冷弯薄壁型钢结构技术规范进行计算。,8.7 墙架和檩条,依据卷边C形和Z形薄壁型钢的简化相关公式及卷边宽度要求。截面全部有效的范围 当h/b3.0时， 当3.0h/b3.3时， h、b、t 分别为截面高度、翼缘宽度和板件厚度。超出上式范围以外的截面，应按有效截面进行计算。,8.7 墙架和檩条,注: a 卷边的高度。,卷边的最小高厚比, 承载力计算 当屋面能阻止檩条失稳和扭转时，可仅按下式计算檩条在风压力效应参与组合时的强度，而整体稳定性可不作计算： Mx、My

7、对截面x轴和y轴的弯矩； Wenx、Weny对主轴x和主轴y的有效净截面模量。,8.7 墙架和檩条, 当屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转时，应按下式计算檩条的稳定性： Wex、Wey对主轴x和主轴y的有效截面模量； bx 梁的整体稳定系数，按冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50008)规定计算。若为热轧型钢，则按钢结构设计规范规定第5章计算。,8.7 墙架和檩条,(GB50008)的 bx 。如按公式算得bx值大于0.7，则应以bx值代替bx 。,8.7 墙架和檩条, 在风吸力作用下，当屋面能阻止上翼缘侧向失稳和扭转时，受压下翼缘的稳定性应按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程计算；当屋面不能阻止上翼缘

8、侧向失稳和扭转时，受压下翼缘的稳定性应按上式计算；当采取可靠构造措施能防止檩条截面扭转时，可仅计算其强度。 计算檩条时，不应考虑隅撑作为檩条的支承点。 变形计算 单跨简支实腹式檩条应按验算垂直于屋面坡度的挠度,8.7 墙架和檩条,qky1垂直于屋面方向上的线荷载分量标准值； Ix1截面对平行于屋面的形心轴的惯性矩； v为檩条挠度容许值，仅支撑压型钢板的屋面（承受活荷载或雪荷载）时，v=l/150；尚有吊顶时，v=l/240。,8.7 墙架和檩条,5. 檩条的构造要求 檩条体系的布置 檩条一般为单跨简支构件，Z形实腹式檩条也可作连续构件。当檩条跨度大于4m时，宜在檩条间跨中位置设置拉条或撑杆。跨

9、度大于6m时，应在檩条跨度三分点处各设一道拉条或撑杆。在屋脊或檐口处还应设置斜拉条和撑杆。,8.7 墙架和檩条,拉条和撑杆布置图, 檩条与刚架、屋架的连接 宜用檩托，以防止檩条在支座处的扭转变形和倾覆，檩条端部与檩托的连接螺栓不应少于2个，沿檩条高度方向设置，螺栓直径可根据檩条截面大小，取M12M16为宜。,8.7 墙架和檩条,当刚架斜梁的下翼缘受压时，须在受压翼绿两侧布置隅撑作为刚架斜梁的侧向支承，隅撑的另一端与檩条相连。,8.7 墙架和檩条, 檩条与拉条、撑杆的连接 拉条通常采用圆钢，圆钢直径不宜小于10mm，按轴心拉杆计算。圆钢拉条可设在距檩条上翼缘1/3腹板高度的范围内。当风吸力作用檩

10、条的下翼缘受压时，拉条宜在檩条上下翼缘附近适当交叉布置。 撑杆主要是限制檐口处檩条的侧向弯曲，按压杆控制，其长细比不大于200，采用钢管、方管或角钢做成。,8.7 墙架和檩条,檩条与拉条连接, 檩条与屋面板的连接 屋面板应与檩条牢固连接，从而能阻止檩条的侧向失稳和扭转。 实腹式檩条与钢丝网水泥波瓦常以瓦钩连接；与石棉瓦则常以瓦钩或瓦钉连接； 与压型钢板连接时，如压型钢板波高小于40mm，可用自攻钉固定，如波高较大，可采用镀锌钢支架固定在檩条上，支架钢板尺寸为503.54.0mm，支架顶部顺板长方向开椭圆孔，采用M8或M10镀锌普通螺栓并附有帽式镀锌钢垫圈和橡胶垫。,8.7 墙架和檩条,二、墙梁

11、设计 1. 墙梁的截面形式与布置 轻型墙体结构的墙梁宜采用卷边槽形或Z形的冷弯薄壁型钢。通常墙梁的最大刚度平面在水平方向，以承担水平风荷载。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。 墙梁主要承受墙体材料的重量及风荷载。墙梁的两端通常支承于建筑物的承重柱或墙架柱上，墙体荷载通过墙梁传给柱。当墙梁有一定竖向承载力且墙板落地及与墙板间有可靠连接时，可不设中间柱，并可不考虑自重引起的弯矩和剪力。当有条形窗或房屋较高且墙梁跨度较大时，墙架柱的数量应由计算确定；当墙梁需承受墙板及自重时，应考虑双向弯曲。,8.7 墙架和檩条,墙梁跨度可

12、为一个柱距的简支梁或二个柱距的连续梁，从墙梁的受力性能、材料的充分利用来看，后者更合理。但考虑到节点构造、材料供应、运输和安装等方面的因素，通常墙梁都设计成单跨简支梁。 墙梁应尽量等间距布置，在墙面的上沿、下沿及窗框的上沿、下沿均应设置一道墙梁。墙梁的间距还应考虑墙板的材料强度、尺寸、所受荷载的大小等，如压型钢板较长、强度较高时，墙梁间距可达3m以上；而瓦楞铁、石棉瓦及塑料板或因规格尺寸所限制，或因材料强度所限，墙梁的间距一般不超过2.5m。,8.7 墙架和檩条,为了减小墙梁在竖向荷载作用下的计算跨度，减小墙梁的竖向挠度，提高墙梁稳定性，常在墙梁上设置拉条。当墙梁跨度为46m时，宜在跨中设置一

13、道拉条；当跨度大于6m时，可在跨间三分点处各设一道拉条。在最上层墙梁处宜设斜拉条将拉力传至承重柱或墙架柱，当斜拉条所悬挂的墙梁数超过5个时，宜在中间加设一道斜拉条，这样可将拉力分段传给柱。当墙板的荷载有可靠途径传至地面或托梁时，可不设拉条。 为了减少墙板自重对墙梁的偏心影响，单侧挂墙板时，拉条应连接在墙梁挂墙板的一侧1/3处；两侧均挂有墙板时，拉条宜连接在墙梁重心点处。,8.7 墙架和檩条,墙板材料可视工程情况选用彩色镀锌或镀铝锌压型钢板、夹心压型复合板和玻璃纤维增强水泥外墙板(GRC板)等轻质材料，其厚度不宜小于0.4mm。墙板宜落地并与基础相连，使墙板的重力直接传给基础。板与板间也应有可靠

14、连接。 框架柱外侧设有墙架柱时，此墙架柱应与框架相连接并支承于共同的基础上。中间墙架柱可采用支承式和悬吊式。,8.7 墙架和檩条,支承式墙架柱应将墙面和墙架自重产生的竖向荷载全部传至基础，但不应承受托架、吊车梁辅助桁架传来的竖向荷载。为了将水平风力传给制动梁或制动桁架以及屋盖纵向水平支撑，墙架柱与这些构件的连接应采用板铰形式。 悬吊式墙架柱是根据具体情况将其吊挂于吊车梁辅助桁架上、托架上或顶部的边梁(边桁架)上。悬吊式墙架柱下端用板铰或用长因孔螺栓与基础相连，使其不传递竖向力而只传递水平力。,8.7 墙架和檩条,单层吊车厂房的墙架布置 (a)围护墙立面；(b)墙架剖面，墙架柱整根到顶；(c)墙

15、架剖面、墙架柱分上下两段 1墙架柱；2辅助桁架；3托架；4屋架；5屋架下弦纵向水平支撑,双层吊车厂房的墙架布置 （a）墙架柱分上下两段；（b）墙架柱分上中下三段 1墙架柱；2辅助桁架；3托架；4屋架；5屋架下弦纵向水平支撑,采用墙板或砌体为围护墙体的墙架布置示例 1墙架柱；2辅助桁架；3托架；4屋架；5墙板；6厂房柱；7屋架下弦纵向水平支撑,轻型墙的墙架布置 （a）加强横梁及中间墙架柱；（b）墙架柱悬吊或支承式；（c）框架柱处有墙架柱 1中间墙架柱；2框架柱处的墙架柱；3加强横梁；4拉条；5窗镶边构件；6斜拉条（建议设）,山墙墙架布置,纵墙有门洞时的墙架布置示例 1墙架柱；2a门架的竖向桁架；

16、2b门架的水平桁架；3厂房柱；4辅助桁架； 5托架；6屋架,山墙有门洞时的墙架布置示例 1墙架柱；2角柱；3a门架的竖向桁架；3b门架的水平桁架；4抗风桁架； 5山墙柱间支撑；6压杆；7水平系杆；8屋架；9厂房柱,高低跨封墙的墙架布置示例 1墙架柱；2辅助桁架；3托架；4低跨屋架； 5低跨屋架下弦纵向水平支撑；6厂房柱,2. 墙梁的计算 荷载计算 主要有竖向重力荷载和水平风荷载。竖向重力荷载有墙板和墙梁自重，墙板自重及水平向的风荷载可根据建筑结构荷载规范查取，墙梁自重根据实际截面确定，选取截面时可近似地取0.05kN/m。 内力分析 墙梁系同时承受竖向荷载及水平风荷载作用的双向受弯构件,当荷载

17、未通过截面弯心时，尚应考虑双力矩B的影响。 弯矩计算 根据拉条布置方案，Mx、My 的计算同檩条部分。 双力矩的计算,8.7 墙架和檩条,当墙梁两侧均挂有墙板，且墙板与墙梁牢固连接时，可认为墙梁受荷时不会发生扭转，此时双力矩B=0；当墙梁单侧挂有墙板时，由于竖向荷载qx和水平风载qy均不通过墙梁截面弯心，而单侧挂墙板不能有效阻止墙梁的扭转，此时墙梁内将产生双力矩B，按冷弯薄壁型钢结构技术规范的规定计算。 截面验算 确定有效截面特性 根据墙梁跨度、荷载和拉条设置情况，求得的各组成板件端点应力及板件支承情况等确定有效截面尺寸，求出墙梁的有效截面特性。,8.7 墙架和檩条, 强度计算 根据墙梁上所受

18、的弯矩(Mx、My)、剪力(Vx、Vy)和双力矩B，应验算截面的最大（拉、压）正应力、剪应力。,8.7 墙架和檩条,h0、b0墙梁在竖向和水平的计算高度，取型钢板件连接处两圆弧起点之间的距离。 t 墙梁壁厚。, 整体稳定性计算 当墙梁二侧挂有墙板，或单侧挂有墙板承担迎风水平荷载，由于受压竖向板件与墙板有牢固连接，一般认为能保证墙梁的整体稳定性，不需计算；对于单侧挂有墙板的墙作用着背风的水平荷载时，由于墙梁的主要受压竖向板件未与墙板牢固连接，在构造上不能保证墙梁的整体稳定性，尚需按现行门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的规定进行计算。,8.7 墙架和檩条, 刚度计算 计算方法与檩条相同。 3. 墙梁的连接构造 墙板与墙梁的连接 压型钢板作墙板时可通过两种方式与墙梁固定： 在压型钢板波峰处用直径为6mm的勾头螺栓与墙梁固定。每块墙板在同一水平处应有3个螺栓与墙梁固定，相邻墙梁处的勾头螺栓位置应错开。 采用直径为6mm的自攻丝螺钉在压型钢板的波谷处与墙梁固定。每块墙板在同一水平处应有3个螺钉固定，相邻墙梁的螺钉应交错设置，在两块墙板搭接处另加设直径5m