轻型钢结构讲义4课件

第四章墙架与龙骨

1§4.1概要

轻质墙通常采用压型钢板、夹芯板、石棉瓦等轻质材料作为墙板，墙板可单侧或双侧挂在墙梁上，并通过墙梁将墙体自重及水平荷载传至承重柱（或墙架柱）和基础。轻质墙可减轻结构自重，满足各项使用要求，缩短施工周期，具有较好的技术经济效益。墙梁通常采用冷弯薄壁型钢制作，常用截面为卷边C型钢、卷边Z型钢和槽钢，窗框上下及门框上的横梁，宜采用冷弯薄壁方管或矩形管。与热轧槽钢、角钢或工字钢墙梁相比，可节省钢材30％左右，且制作、运输、安装比较方便。近年来各类建筑的内隔墙和吊顶也广泛采用冷弯薄壁型钢龙骨（又称轻钢龙骨），与以往的隔墙及吊顶相比具有自重轻、抗震性能好、施工简便且美观等诸多优点。2§4-2墙梁4-2.1基本规定

墙梁主要承受水平风荷载，

的主平面置于水平方向，并采用支托支承于柱外侧，墙梁通常紧贴柱外侧与焊在柱上的角钢支托通过螺栓相连。槽钢槽口可向上或向下放置，实际工程多采用向下布置，因向上布置易积水、积灰，会加速墙梁锈蚀。Z型钢墙梁通常平放在角钢支托上，其截面主轴与水平线略有倾斜，计算中需考虑此倾角。在水平荷载作用下，墙梁通常设计成单跨简支梁，柱距较小时可设计成两跨连续梁。

xxyyxxyy如图所示，宜将刚度较大3墙体不高时，可在柱顶设置小桁架与拉条相连，墙体自重经由拉条通过小桁架传至柱顶。当采用单层墙板时，墙板通常挂于墙梁外侧，在墙体自重作用下墙梁将发生扭转，如图（a）所示将拉条设置于靠墙板一侧的1/3腹板高度范围内。当采用双层轻质墙板时，将墙板挂于墙梁两侧，墙板能有效地阻止墙梁的扭转变形，拉条宜设置于墙梁中央的竖向平面内，如图（b）所示。墙梁的竖向支撑亦可采用如图（c）、（d）所示的形式，由两道平行的或交叉的拉条组成柔性抗扭支撑；或如（e）图所示，由冷弯薄壁槽钢或方（矩形）管制成的刚性抗扭支撑。（a）（d）（c）（b）（e）墙梁拉条拉条撑杆墙梁如图所示，5

抗扭支撑可减小墙梁的扭转变形，提高墙梁的整体稳定性。刚性抗扭支撑还可把墙体荷载直接传至基础，使传力简捷、直接。在竖向荷载（墙体自重）作用下，无拉条的简支墙梁按简支梁计算，跨中设有一道拉条和跨间设有两道拉条的简支墙梁可分别按两跨和三跨连续梁计算。墙梁与压型钢板墙板的连接，可以采用6mm的自攻螺钉在压型钢板波谷处与墙梁相连，也可采用6mm的钩头螺栓在压型钢板波峰处与墙梁相连。每块压型钢板在同一水平处与墙梁的连接应不少于3个连接件，相邻墙梁处的连接件应交错布置。自攻螺钉墙梁压型钢板钩头螺栓（a）（b）如图所示，64-2.2墙梁的荷载与受力分析作用于墙梁的荷载有竖向荷载和水平风荷载。竖向荷载包括墙体（墙板和保温、隔热材料等）自重、墙梁自重、玻璃窗自重等永久荷载，还可能存在雨蓬上的可变荷载，如雪荷载或屋面均布活荷载、积灰荷载等。设计墙梁时，通常考虑下列两种荷载组合：

竖向荷载设计值+水平风压力设计值（迎风面）；竖向荷载设计值+水平风吸力设计值（背风面）。水平风荷载qy产生弯矩Mx，对于跨越一个柱距的墙梁，按单跨简支梁计算；跨越两个柱距的墙梁，按两跨连续梁计算；以角隅撑作为支撑的墙梁按三跨连续梁计算。按结构力学方法计算跨中及支座处的弯矩；跨中及支座处的弯矩也可按下表采用。7

竖向荷载qx产生的弯矩My可根据墙梁跨间拉条的设置情况计算，拉条可作为墙梁的支承点，按结构力学方法计算跨中及支座处的弯矩。跨中及支座处的弯矩也可按上表采用。在竖向荷载qx和水平风荷载qy作用下，墙梁承受的剪力按结构力学方法计算，也可按下表采用。墙梁剪力Vx的计算图式

拉条数荷载简图剪力Vx图最大支座反力无拉条0.5qxl跨中一道拉条0.625qx

l跨中三分点处设两道拉条0.367qx

l0.5qxl0.5qxl0.313qxl0.188qxl0.188qxl0.313qxl0.2qxl0.133qxl0.133qxl0.2qxl0.167qxl0.167qxllqxqxl/2l/2qxl/3l/3l/39

墙梁剪力Vy的计算图式4-2.3墙梁的强度与稳定计算

当墙板放在墙梁外侧且不落地时，其重力荷载即竖向荷载qx及水平风荷载qy不通过墙梁截面的剪切中心，墙梁为荷载偏离截面弯心且与主轴倾斜的受弯构件，应考虑双力矩的影响。简支墙梁的抗弯强度按下式计算：墙梁类别荷载简图剪力Vy图最大支座反力单跨简支梁0.5qyl两跨连续梁1.25qy

l0.5qyl0.5qyl0.625qyl0.375qyl0.375qyl0.625qyllqyqyl/2l/2xye0osqxqy如图所示，10式中：Mx、My：对截面主轴x、y轴的弯矩；Wenx、Weny：对截面主轴x轴和y轴的有效净截面模量；B：与所取弯矩同一截面的双力矩，简支梁的双力矩按附录采用；Wω：与弯矩引起的应力同一验算点处的毛截面扇性模量。当不能在构造上保证整体稳定性时，还应按下式计算其稳定性：式中：Wex、Wey：对截面主轴x轴和y轴的受压边缘的有效截面模量；bx：冷弯薄壁型钢墙梁的整体稳定系数，采用绕强轴弯曲的稳定系数。11

b0、h0：墙梁截面沿截面主轴x、y方向的计算高度，取相交板件连接处两内弧起点间的距离；t：墙梁截面的厚度。4-2.4墙梁的刚度计算墙梁在竖向荷载qx作用下产生挠度，在水平风荷载qy作用下产生水平变位，应分别按单跨简支梁和多跨连续梁计算，拉条可作为支承点。墙梁的水平变位和竖向挠度可按以下两表采用。墙梁水平变位和竖向挠度的最大值均应满足下式要求：

式中：按荷载标准值算得的墙梁竖向挠度和水平变位的最大值；

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：墙梁的容许挠度值，按规范采用，墙梁的容许挠度与其跨度之比为：压型钢板、瓦楞铁墙面的水平方向为1/150；窗洞顶部的墙梁水平和竖直方向为1/200，且竖向挠度不得大于10mm，否则会影响窗扇的开启。

圆钢拉条直径不宜小于10mm，所需截面面积应通过计算确定。拉条视为墙梁跨间的竖向支承，其内力按连续梁的支承反力计算，也可直接采用前面列表——墙梁剪力Vx的计算图式中的最大支座反力。14

墙梁水平变位计算公式类别荷载简图最大水平变位计算公式仅跨越一个柱距跨越两个柱距设