2.1墙架和檩条ppt课件.ppt
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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1/35~1/50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条 ü卷边Z形檩条适用于屋面坡度i＞1/3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ü卷边C形檩条适用于屋面坡度i≤1/3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 n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。
n格构式：高度一般取跨度的1/12~1/20n平面桁架式n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距较小的屋面n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 Ø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Ø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Ø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Ø本节仅介绍实腹式的设计方法，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§8.7 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⑴ 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/b≤3.0时，当3.0
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 ③ 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④ 计算檩条时，不应考虑隅撑作为檩条的支承点⑵ 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⑴ 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 ⑵ 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M12～M16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 ⑶ 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 ⑷ 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50×3.5～4.0mm，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 n墙梁跨度可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n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 n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4～6m时，宜在跨中设置一道拉条；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n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 n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连接n 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 n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 n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；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⑴ 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 ⑵ 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,当荷载未通过截面弯心时，尚应考虑双力矩B的影响① 弯矩计算 根据拉条布置方案，Mx、My 的计算同檩条部分② 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⑶ 截面验算① 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 ② 强度计算 根据墙梁上所受的弯矩(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 ③ 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 ④ 刚度计算 计算方法与檩条相同3. 墙梁的连接构造⑴ 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5mm的拉铆钉予以固定§8.7 墙架和檩条 轻型墙面与墙梁的连接(a)自攻螺栓连接；(b)钩头螺连接 ⑵ 墙梁与柱的连接墙梁与柱通常采用角钢支托进行连接，角钢支托与柱采用焊接连接，墙梁与角钢支托通过螺栓连接端部墙梁在墙角处的连接，当端部墙板突出不大时，通常在墙角处不设墙架柱，可将端部墙梁支承于纵向墙梁上，当端部墙板突出较大时，端部墙梁应支承在加设的墙架柱上。
§8.7 墙架和檩条 墙梁与柱的连接(a)开口向上；(b)开口向下；(c)切半肢；(d)切全肢 端部墙梁在墙角处的连接 (a)不设墙架角柱；(b)设墙架角柱1-厂房柱；2—墙架角柱；3-山墙墙梁；4-纵墙墙梁 §8.7 墙架和檩条墙架与托架的连接（a〕上下均为水平连接；（b〕上部悬吊托架下部水平连接 §8.7 墙架和檩条墙架柱与吊车梁辅助桁架的连接（a〕墙架柱上侧水平和垂直连接，下侧水平连接；（b〕墙架柱仅下侧水平连接；（c〕墙架柱1支承于辅助桁架，墙架柱2的柱顶与辅助桁架水平连接；（d〕与图〔c〕相反，墙架柱1底部水平连接，墙架柱2顶部悬挂于辅助桁架 §8.7 墙架和檩条墙架柱支承于竖直和水平桁架的连接构造（a〕墙架柱直接支承于竖直桁架顶；（b〕墙架柱通至竖直桁架底部 §8.7 墙架和檩条山墙柱间支撑与墙架柱的连接 悬吊墙架柱下端的雨蓬和支撑 §8.7 墙架和檩条悬吊式墙架柱与基础的连接（a〕板铰连接；（b〕长圆孔螺栓连接 支承式墙架柱与基础的铰接 。
