Z形冷弯薄壁型钢连续墙梁的计算分析
冷弯薄壁型钢构件验算
0.535345786 1.86795157 1.366730247 0.39139627
C)计算有效宽厚比be/t
受压板件的最大压应力σ1 计算系数ρ 计算系数α 宽厚比限值：18αρ 宽厚比限值：38αρ
板件的宽度 板件的厚度 板件宽厚比b/t 板件的有效宽度系数ρe(需判断的)
205 1.154366489
15.29663127
9526
5383.458647
2681.64794
227.8125 227.8125
153418731.6 153418732
32.36417996 32.36418
19.06417996 19.06418
三、荷载作用下的强度验算 1）内力荷载
跨中截面：绕强轴弯矩Mx（拉正压负） 轴力（拉正压负） 支座截面剪力V
10.1857578
2.818726173 2.81872617
-0.670394477 -0.6703945
476300
453230.9514
0
有效截面惯性矩比率Iex/Ix
0.951566138
毛截面对Y-Y轴的截面惯性矩Iy 有效截面对ye-ye轴的截面惯性矩Iey
mm^4 mm^4
有效截面惯性矩比率Iey/Iy 有效截面模量Wxe1（上翼缘边缘） 有效截面模量Wxe2（下翼缘边缘） 有效截面模量Wye1(腹板一侧) 有效截面模量Wye2(卷边一侧)
Kn/m
跨度
mm
弹性模量
Mpa
绕强轴的惯性矩
mm^4
跨中挠度
mm
容许挠度
mm
215.7894737 0.273971118
0.3 0.75 1.05 1400 206000 476300 0.535294055 4.666666667
墙面Z型墙梁计算技术手册
，此时可不验算受弯构件的稳定性。其他
情况， 按下文中介绍的方法计算；
为与弯矩引起的应力同一验算点处的毛截面扇性模量，
；
为应力计算点的扇性坐标；扇性坐标是表示正截面上一点的几何位置的一个几何量，用 下式定义：
常用薄壁型典型截面与翘曲有关的截面常数见下文介绍；
为钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值。 为受弯构件的整体稳定系数，按下文介绍的方法计算。
为竖向荷载设计值（ ）所产生的剪力的最大值，按 计算（包含自重）；
为水平风荷载设计值（ ）所产生的剪力的最大值，按 计算； 、 为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（软件计算时近似取为翼缘宽和腹板高）； 为墙梁截面的厚度； 为钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值，按下表采用： 为钢材抗剪强度设计值，按下表采用：
墙面 Z 型墙梁计算技术手册
墙面 Z 型墙梁计算主要遵循《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB50018-2002 及《门式刚
架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS102：2002 中相关规定。Z 型墙梁默认放置方式为外 侧翼缘卷边侧向下。 墙梁主要承受水平风荷载，宜将其刚度较大主平面置于水平方向。 墙梁可设计成简支或连续构件，两端支承在刚架柱上。当墙梁有一定竖向承载力，墙板落地， 且墙梁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。若有条 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；当墙梁需承受墙板重及自 重时，应考虑双向弯曲。两侧挂板墙梁和一侧挂板、另一侧设有可阻止其扭转变形的拉杆的 墙梁，可不计弯扭双力矩的影响（即可取 B=0），其他情况下需按实际情况计算双力矩的影 响。 当墙梁跨度大于4m 时，宜在跨中设置一道拉条；当墙梁跨度大于6米时，可在跨间三分点
z型钢计算公式
z型钢计算公式随着现代建筑建设的飞速发展，z型钢成为不可或缺的重要建筑材料，特别是在桥梁和悬臂梁的建设中发挥着越来越重要的作用。
而在使用z型钢前，必须要经过计算与分析，以确定z型钢的截面尺寸等，是否能够满足设计要求，而要进行计算就必须了解z型钢的计算公式。
下面就介绍一下z型钢计算公式。
首先，根据z型钢的材质和材料特性，确定z型钢的抗压强度和抗拉强度。
其次，根据结构设计和构件使用实际条件，确定z型钢使用应力和应变条件。
在此基础上，使用坐标法进行有限元分析，确定构件的内力和位移，再据此进行z型钢的计算，通常采用高斯-拉格朗日法进行计算。
该法将有限元分析计算的结果耦合到有限元分析模型，以给出构件最优设计方案，确定z型钢的尺寸等参数。
接下来，我们来介绍具体的z型钢计算公式：一、对称z型钢对称z型钢z型钢的计算公式主要有：1.层截面受压弯曲应力计算公式：σ=M/I×y其中，M为挠度矩，I为内层截面惯性矩，y为偏心距。
2.层截面受拉扭应力计算公式：τ=V/2bt其中，V为拉扭力矩，bt为截面厚度，t为内层截面宽度。
3.层截面弯矩计算公式：M=P×L/2其中，P为外层截面的外力，L为外层截面的长度。
4.层截面受压弯曲极限计算公式：S=m/I×y其中，m为内层截面的极限弯曲应力，I为内层截面惯性矩，y为偏心距。
5.层截面受拉扭极限计算公式：τ=v/2bt其中，v为内层截面极限拉扭应力，bt为截面厚度，t为内层截面宽度。
二、非对称z型钢相对于对称z型钢，非对称z型钢的计算公式会更加复杂，但计算原理是一样的，也是结合有限元分析和高斯-拉格朗日法，进行构件最优设计，根据构件内力和位移确定z型钢尺寸等。
三、结论从上面内容可以看出，z型钢在使用前必须进行精确的计算与分析，以确定z型钢截面尺寸是否满足使用要求。
在计算时，采用高斯-拉格朗日法将有限元分析和构件最优设计相结合，可以更好的确定z型钢的尺寸等参数。
冷弯薄壁型钢连续檩条在轻钢结构中的应用
该文设计依据为 CECS 102∶2002 门式刚架轻型房屋钢结构 技术规程 , GB 2001822002 冷弯薄壁型钢结构技术规范 ,除遵循现 行相关规范规程外 ,设计计算时采用以下参数 :1) 柱距采用 6 m～ 9 m ;2) 屋面恒荷载标准值 0. 3 kN/ m2 ;3) 活荷载标准值 0. 5 kN/ m2 ;4) 雪荷载标准值 0. 4 kN/ m2 ,基本风压 0. 45 kN/ m2 ;5) 无吊顶 ;6) 屋 面高度不大于 10 m ;7) 屋面坡度为 1∶20 ;8) 场地类别为 B 类 ;9) 檩条间距为 1. 5 m ;10) 构造保证屋面檩条上下翼缘失稳 ;11) 钢材 型号为 Q235 钢 。计算用程序为 P KPM2STS。
收稿日期 :2005202201 作者简介 :黄乐平 (19772 ) ,女 ,2000 年毕业于天津城市建设学院建筑工程专业 ,助教 ,浙江广厦建设职业技术学院 ,浙江 东阳 322100
陈建兰 (19772 ) ,女 ,2003 年毕业于浙江大学建筑工程专业 ,助教 ,浙江广厦建设职业技术学院 冷弯薄壁型钢结构技术规范计 算强度 、稳定性及变形验算 。
3) 檩条的连接节点构造 。由于冷弯薄壁型钢的构件较薄 ,一 般为 2. 0 mm～3. 0 mm 厚 ,不宜采用焊接对接 ,也无法采用刚性 连接节点 ,在实际工程中一般采用在支座处搭接的方法传递弯 矩 。在搭接区域可采用单个截面的抗弯刚度 ,两个截面的截面模 量计算强度和稳定性 。设计采用的理想截断点为负弯矩等于 1/ 2 最大支座负弯矩的位置 。通过对 6 m～9 m 柱距的屋面斜卷边 Z 型冷弯薄壁型钢连续檩条的分析计算 ,归纳总结节点搭接连接的 处理方法见图 2 。
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冷弯薄壁型钢构件稳定性的计算方法
第３ 卷 第 ６ Ｏ 期
２ ０ 年 ６月 ０７
合肥 工业 大 学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ＯＵＲ Ｌ ＯＦ ＨＥ Ｅ ＮＩ Ｒ Ｉ Ｙ Ｆ Ｔ Ｃ ＮＡ Ｆ Ｉ Ｕ ＶＥ ＳＴ Ｏ Ｅ ＨＮＯ Ｏ Ｌ ＧＹ
Ｖｏ． ０ Ｎｏ ６ １３ ．
（１ Ｓ ｈｏ ｌｏ ｖｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ． ｃ ｏ ｆＣｉｉ ｇｎ ｅｉｇ，Ｈ ｅｅ ｉｅ ｓｔ ｆＴｅｈ ｌｇ ｆｉＵｎｖ ｒｉｙｏ ｃ ｎｏｏ ｙ，Ｈ ｅｅ ３ ０ ，Ｃｈｎ ｆｉ２ ０ ０９ ｉａ；２ Ｄｅ ｔ ｆＣｉｉ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ，Ａｎｈ ｉＩ ｔｔ ｔ ｆ ． ｐ ｏ ｖｌ ｇ ｎ ｅ ｇ ｉ ｕ ｎｓｉｕｅｏ
ｓｒ ｃｕ ａ ｐ ｒｏ ａ ｃ ｎ ｕａ ｉｔ．Ｆ ｒｔ ｉ－ ｌ ｄｃ ｌ＿ ｒ ｅ ｔｅ ｍｅ ｅｓｓ ｂｅ ｔｄ ｔ ｏ — ｔｕ ｔｒｌ ｅｆｒ ｎ ｅａ ｄｄ ｒｂｌｙ ｏ ｈｎｗａｌ ｏｄｆｍ ｄ ｓｅｌ ｍｂ ｒ ｕ ｊｃｅ ｏ ｃｒ ｍ ｉ ｅ ｏ ｎ
ｐ ｅｓｏ ｒｂ ｎ ｉｇ，ｈ ｒ ｒ ｈ ｅ ｕ ｋ ｉｇｍ ｏ ｅ－ ｌ ｃ ｌ ｌｔ ｕ ｋ ｉｇ， ｅ ｔ ｎｄ ｓｏ ｔｏ ａ ｕ ｋ ｉｇ ｒ ｓ ｉｎ ｏ ｅ ｄｎ ｔ ｅ ｅａｅｔ ｒ ｅｂ ｃ ｌ ｄ ｓ ｏ ａ ａ ｅｂ ｃ ｌ ｎ ｐ ｎ ｓ ｃ ｉ ｉｔ ｒｉｎ ｌ ｃ ｌ ｏ ｂ ｎ ａ ｄ ｏ ｅ ａｌ ｕ ｋ ｉｇ Ｓ ｕ ｉｄ ｉ ｈ ａ ｅ ｒ ｈ ｗｏ ｃ ｌｕ ａ ｉｇ ｍ ｅｈ ｄ ｆｓａ ｉ ｔ ｆｔ ｉ－ ｌ ｄ ｎ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｖ ｒ ｌ ｂ ｃ ｌ ． ｔ ｄ ｅ ｎ ｔ ｅｐ ｐ ｒａ ｅｔ ｅｔ ａｃ ｌｔ ｔ ｏ ｓｏ ｔ ｂｌ ｙ ｏ ｈ ｎ ｗａｌ ｎ ｎ ｉ ｅ ｃ ｌ－ｏ ｅ ｔ ｅ ｍｂ ｒ － ｔ ｅｅｆｃｉｅｗｉ ｔ ｔ ｏ ｎ ｈ ｉｅ ｔｓｒ ｎ ｔ ｔ ｏ ．Ｔｈ ｏ ｇ ｎ ｏｄ ｆ ｒ ｄ ｓｅ ｌｍｅ ｅ ｓ ｍ ｈ ｆｅ ｔ ｄ ｈ ｍｅｈ ｄ ａ ｄｔ ｅｄｒ ｃ ｔｅ ｇ ｈ ｍｅｈ ｄ ｖ ｒｕ ｈａ ｅ ａ ｐｅ ｏ ａｉｏ ｅ ｗｅ ｎ ｔ ｅｔ ｔ ｏ ｓｉ ｍａ ｅａ ｄｔ ｅａ ｐｉａｉｎ ｃ ｎ ｉ ｏ ｆｅ ｃ ｅｈ ｄ ｘ ｍ ｌ ，ａｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｂ ｔ ｅ ｈ ｗｏ ｍｅｈ ｄ ｓ ｄ ｎ ｈ ｐ ｌ ｔｏ ｏ ｄ ｔ ｎ ｏ ａ ｈｍ ｔ ｏ ｃ ｉ ｉ ｅ ｐ ａｎ ｄ ｓ ｘ ｌｉｅ ．
冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪性能的有限元模拟
・
５ ・ ０
２０ １０年 ８月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲ ＣＨ Ｉ ＴＥ（ ｒ ＵＲＥ
Ｖ０． ６Ｎｏ ２ １３ ． ４
Ａｕ ． ２ １ ｇ ０ ０
・
结 构 ・ 震 ・ 抗
文章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ２ 石膏板竖 向接缝、 Ｓ Ｏ Ｂ板水平 和竖 向接缝 的模拟 以及 １ ｍ， ２ｍ 厚度 Ｉ０ｍｍ）长度为 ２９ ８Ｉｒ， ． ， ９ Ｌ 顶梁和底梁规格分别为 Ｔｎ 自攻 螺 钉 连 接如 何 模 拟 才 能 更 加 接 近 实 际 受 力 情 况 。本 文 通 过 Ｕ ２ ０×１ ０（ ９ ×４ ． 即腹 板 高 度 ９ ｉ， 缘 宽 度 ４ ｎ 厚 度 ２ ｍＴ 翼 ｔ ０ ｍｒ，
市和海滨旅游城市。
［ ］ 湖北省统计局 ． 北统计年鉴 （０ ９ ［ ． ６ 湖 ２０ ） Ｍ］ 北京： 中国统计
５ 结语
区域中心城市即青 岛市和济南市。其 中济南市是 山东省 的政治 、 城市问题 ，０ ７ １ ：１３ ． ２ ０ （ ）３ —５ 文化 、 教育中心 ， 山东 中西部 以及省际 区域的交通枢纽 和经济 中 ［ ｊ 俞 斌 ． ４ 区域 竞争优 势 与特 色产 业发展 的 空 间组织创 新 心， 逐渐形成以现代 服务业为 主导 、 高新 技术产业发 达的综合性 中下游地区的龙头城市 ， 现代制造业和现代服务业发达 的港 口城 ［］华 中师范大学学报 （ Ｊ． 自然科 学版）２ ０ （ ）２ ７２０ ，０ ７ ６ ：８ —９ ． （００２０ ）Ｍ］北京 ： ２ ０ —０ ９ ［ ． 中国统计 出版社 ，０ ８ ２０ ． 省会城市 。青 岛市作为我 国重要 的港 口城市 已成为 山东和黄河 ［］ 国 家统计局 城 市社会 经 济调 查总 队． 国城 市统 计年 鉴 ５ 中
冷弯薄壁型钢混凝土剪力墙受剪承载力计算模型
： （ 1 a） （ 1 b） （ 1 c）
V wh = C d cosθ V wv = C d sinθ V wv H = = tanθ lh V wh 式中， θ 为对角压杆 AB 与水平轴的夹角 。
水平剪力由对角 、 水平和垂直传力机制 共同抵 抗
图 4 CTSRC 剪力墙的典型骨架线 Fig． 4 Typical envelope curve of CTSRC shear wall
Analytical model for predicting shear strength of cold-formed thin-walled steel reinforced concrete shear walls
2 CHU Mingjin1 ， ，FENG Peng1 ，YE Lieping1 （ 1． The Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of China Ministry of Education， Tsinghua University，Beijing 100084 ，China； 2． School of Civil Engineering，Yantai University，Yantai 264005 ，China）
基金项目： 国家自然科学基金项目（ 51078321 ） ， 长江学者和创新团队发展计划项目（ IRT00736 ） ，山东省自然科学基金项目（ Y2008F43 ） 。 mail： chumj05@ mails. tsinghua. edu. cn 作者简介： 初明进（ 1973 — ） ， 男， 山东烟台人， 副教授。Email： fengpeng@ tsinghua. edu. cn 通讯作者： 冯鹏（ 1977 — ） ， 男， 陕西耀县人， 副教授。E收稿日期： 2010 年 4 月
冷弯薄壁型钢强度计算方法的分析
１ 有 效 截 面 法 计 算 分析
有 效截 面法 是利用 受 压板件 屈 曲后强 度 的一种 方法 。作 为杆 件 整 体 而言 ， 板 件 出现
对于 受 压 杆 件 ， 屈 服 是 杆 件 强 度 一
譬， 式 中 一 号 （ 为 杆 件 计 算 长 度 系 数 ， ｚ
为 杆件 长度 ， 为 杆 件 截 面 的 回 转 半 径 ） ； 对 于 构 件 的 局 部 屈 曲 强 度
一
１ ２ （ １ 一 ） （ ｂ ／ ｔ ） ０
因此 ， 当 以 ≤ 时 ， 杆 件 强 度 由整 体 屈
曲控 制 ， 即杆件 截面 不会 屈服 ， 杆 件全 截面有
总第 １ ３ ４期
冷弯薄壁型钢强度计算 方法的分析
附图 薄壁构 件 受压应 力分 布图
效； 当 ≥ 时 ， 局 部先 屈 曲， 并 利用 屈 曲后
临界应力 ｄ 为：
， ． ：
墨 ！ 巨
１ ２ （ １ 一Ｉ ， ０ ）（ ｂ ／ ｔ ）
但是 ， 作 为一种新 型建 筑材料 ， 因其 截 面
式中： 忌 — — 板件 稳定 系数 ， 与板 的支承条件 、
形式 的复杂 多变 及 更 薄 的壁 厚 ， 使 其 截 面 的
随着 技术 的进 步 、 经 济和 社会 的不 断 发 展， 国家对新 型建筑 材料 的应用越 来越 重视 。
称之 板件 的屈 曲后 强度或 超屈 曲强 度 。
板 件 的超屈 曲强度 主要是 由板 件 的横 向 薄膜效 应形 成 的 。板 件 达屈 曲荷 载 后 ， 中间
部分不 再承 担 外 荷 ， 但靠 近 支 承 板件 可继 续
冷弯薄壁型钢强度计算方法的分枂南晶晶国家对新型建筑材料的应用越来越重视对材料强度的利用也更加充分作为一种新型建筑材料cr12有效截面法计算分枂有效cr12局部屈曲不整体屈曲相关影响gb500182002均匀系数gb500182002550mpa550mpagb500182002gb500182002
Z形冷弯薄壁型钢墙梁计算分析
３ 结语
Ｓ ｒ ｃ ｕ ａ ｏ ｔ ｒ ｎ ｎ ｎ ｌ ｓ ｓ ｆ ｒ ｔ ｅ ｌ ｒ ｅ ｓ ｎ ｓ ｅ ｌｒ ｏ ｒ ｍ ｅ ｒ ｔ ｕ ｔ ｒ ｌｍ ｎｉｏ ｉ ｇ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｉ ｏ ｈ ａ ｇ －ｐａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｆ ａ ｗｏ ｋ
ｔ
Ｉ
ａ 口朝 下 ）
ｂ 口朝 上 ）
１ 工程 实例
某工业厂房 围护结 构墙梁采 用斜 卷边 ｚ 冷弯薄壁 型钢 ， 形 柱
距 ６ｍ。 墙梁按简支构件设计。墙梁两侧设有墙板， 墙梁 １３ ／ 处各设 道拉条 ， 间距 １５ ． ｍｏ墙面板 ， 保温棉以及墙梁 自重为 ０２ｋ ｎ ， ． Ｎ／￣
Ｎ， Ｎ载标准值为 ０ ５ｋ ｍ２地 面粗糙度为 Ｂ度。 ． Ｎ／ ，
２ 一般 分析 与计算 方 法
２ １ 荷 载计 算 ．
１ 竖向荷载设计 值（ 图 １ ： ） 见 ）
２ ２ 内力分 析 ．
文中对 振弦式传 感器技 术用 于大跨钢 屋架 结构 的应变检测
于设计 值 ， 这其 中的原 因主要有 两个 ：） １温度 的影 响 ， 传感器初始
钢梁端部最大应力 钢梁编号 未安装幕墙玻璃 安装全部屋面 两者之和 （ 钢结构 自重） 幕墙玻璃 （ 实际值 ）
２ ６ ３５
２５ ８５ ２２ ０７ １５ ９７
出 版 社 ． ９ ８． １９
ＭＰ ａ
设计值
８ ． ６１
８ ． ６０ １ ６． ０ ５ ８ ． ６１
一
图 １ ｚ形墙梁截面主轴及荷载 图
２ 水平荷载设计值（ 图 １ ： ） 见 ）
ｑｌ ｙ ：０． ５× １ ４×１ ５ １ ０ Ｎ ／ ． 、 ． ５ ｋ ｍ；
冷弯薄壁型钢结构檩条计算
第一节风荷载最大处檩条计算一. 设计资料采用规范：《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102:2002》《冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002》檩条间距为1 m；檩条的跨度为4.38 m；檩条截面采用：C-300*80*25*2.5-Q235；以下为截面的基本参数：A(cm2)=9.73 e0(cm)=5.11I x(cm4)=703.76 i x(cm)=8.5W x(cm3)=63.98I y(cm4)=68.66 i y(cm)=2.66W y1(cm3)=33.11W y2(cm3)=12.65 I t(cm4)=0.2028 I w(cm6)=6351.05 没有布置拉条；屋面的坡度角为36度；净截面折减系数为0.98；屋面板不能阻止檩条上翼缘的侧向失稳；能构造保证檩条下翼缘在风吸力下的稳定性；简图如下所示：二. 荷载组合及荷载标准值考虑恒载工况(D)、活载工况(L1)、施工活载工况(L2)、风载工况(W)；强度验算时考虑以下荷载工况组合：1.2D+1.4L11.35D+0.98L11.2D+1.4L2稳定验算时考虑以下荷载工况组合：1.2D+1.4L11.2D+1.4L1+0.84W1.2D+0.98L1+1.4W1.35D+0.98L1D+1.4W挠度验算时考虑以下荷载工况组合：D+L1D+W恒载：面板自重: 0.2kN/m2自动考虑檩条自重；活载：屋面活载: 0.5kN/m2施工活载: 作用于跨中点1kN风载：基本风压: 5.46kN/m2体型系数-1，风压高度变化系数1风振系数为1；风压综合调整系数1；风载标准值：-1×1×1×1×5.46=-5.46kN/m2三. 验算结果一览验算项验算工况结果限值是否通过受弯强度 1.2D+1.4L1 149.265 216.799 通过整稳 1.2D+1.4L1 153.278 216.799 通过挠度D+W 17.3054 29.2 通过2轴长细比- 164.662 200 通过3轴长细比- 51.5294 200 通过四. 受弯强度验算最不利工况为：1.2D+1.4L1最不利截面位于，离开首端2190mm绕3轴弯矩：M3= 2.001kN·m绕2轴弯矩：M2= 1.455kN·m计算当前受力下有效截面：毛截面应力计算σ1=2.001/63.98×1000-(1.455)/33.11×1000=-12.655N/mm2（上翼缘支承边）σ2=2.001/63.98×1000+(1.455)/12.65×1000=146.279N/mm2（上翼缘卷边边）σ3=-(2.001)/63.98×1000-(1.455)/33.11×1000=-75.217N/mm2（下翼缘支承边）σ4=-(2.001)/63.98×1000+(1.455)/12.65×1000=83.717N/mm2（下翼缘卷边边）计算上翼缘板件受压稳定系数k支承边应力：σ1=-12.655N/mm2非支承边应力：σ2=146.279N/mm2较大的应力：σmax=146.279N/mm2较小的应力：σmin=-12.655N/mm2较大的应力出现在非支承边压应力分布不均匀系数：ψ=σmin/σmax=-12.655/146.279=-0.08651部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，ψ≥-1时，k=1.15-0.22ψ+0.045ψ2=1.15-0.22×-0.08651+0.045×-0.086512=1.169 计算下翼缘板件受压稳定系数k支承边应力：σ1=-75.217N/mm2非支承边应力：σ2=83.717N/mm2较大的应力：σmax=83.717N/mm2较小的应力：σmin=-75.217N/mm2较大的应力出现在非支承边压应力分布不均匀系数：ψ=σmin/σmax=-75.217/83.717=-0.8985部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，ψ≥-1时，k=1.15-0.22ψ+0.045ψ2=1.15-0.22×-0.8985+0.045×-0.89852=1.384 计算腹板板件受压稳定系数k第一点应力：σ1=-75.217N/mm2第二点应力：σ2=-12.655N/mm2全部受拉，不计算板件受压稳定系数计算σ1构件受弯上翼缘σ1=146.279N/mm2下翼缘σ1=83.717N/mm2腹板σ1=-12.655N/mm2计算上翼缘板件有效宽度ξ=220/75×(1.169/1)0.5=3.172ξ>1.1，故k1=0.11+0.93/(3.172-0.05)2=0.2054对于部分加劲板件，k1>2.4或者邻接板件受拉，取k1=2.4ψ=-0.08651<0，故α=1.15B c=75/[1-(-0.08651)]=69.028ρ=(205×2.4×1.169/146.279)0.5=1.983B/t=75/2.5=30αρ=1.15×1.983=2.281B/t≦18αρ，有效宽度B e=69.028全板件有效计算下翼缘板件有效宽度ξ=220/75×(1.384/1)0.5=3.451ξ>1.1，故k1=0.11+0.93/(3.451-0.05)2=0.1904对于部分加劲板件，k1>2.4或者邻接板件受拉，取k1=2.4ψ=-0.8985<0，故α=1.15B c=75/[1-(-0.8985)]=39.505ρ=(205×2.4×1.384/83.717)0.5=2.852B/t=75/2.5=30αρ=1.15×2.852=3.28B/t≦18αρ，有效宽度B e=39.505全板件有效计算腹板板件有效宽度全部受拉，全部板件有效。
冷弯薄壁型钢结构住宅组合墙体受剪性能研究
211 试件选取 为方便比较 ,有限元分析试件选用文献[ 6 ]的足尺
试验模型 ,墙体尺寸为 3m ×214m (高 ×宽) ,墙架柱均 为 C 形冷弯薄壁型钢 ,规格为 89 ×4415 ×12 ×110 ,间 距 600mm ;顶梁和底梁为冷弯薄壁槽钢 ,规格为 92 ×40 ×110 ,长 214m ;钢材的屈服强度 f y = 320N/ mm2 ;墙面 板采用 12mm 厚的纸面石膏板 ,通过 4232 型自攻螺钉 与墙架柱连接 ;9mm 厚的 OSB 板 ,通过 4819 型自攻螺 钉与墙架柱连接 ; 自攻螺钉在墙体外周的间距为 150mm ,内部为 300mm ;中间墙架柱为单根 C 形冷弯薄
本构矩阵 , V 为结构体积 ; δ 为节点位移向量 ; P
为荷载向量 。
σ= D ε
(2)
ε= B δ
(3)
其中 , ε 为应变矩阵 ; σ 为应力矩阵 。
由于考虑了材料非线性和几何非线性 ,式 (1) 中的
结构刚度矩阵 K 不是常量 , 其中材料本构矩阵
D 和几何矩阵 B 均与应力或应变有关 。
壁型钢 ,两侧边墙架柱为两根背靠背的 C 形冷弯薄壁
型钢 ,通过双排自攻螺钉连 ,顶梁和底梁与台座设有 M12
的固定螺栓 。
212 有限元分析模型的建立
组合墙体的平衡方程为
K δ= P
(1)
其 中, K 为 结 构 的 刚 度 矩 阵, K =
∫B T D B dV , B 为几何矩阵 , D 为材料 V
的高宽比以及墙架柱间距等诸多因素有关 ,使得其理 论计算相当困难 ,目前主要依赖结构试验确定其受剪 承载能力[3] 。而试验是不可能全面反映上述诸因素影 响的 ,采用经过试验验证的有限元理论对冷弯薄壁型 钢结构住宅组合墙体进行模拟分析 ,为该类结构体系 的研究与应用提供了一条有效途径 。国内外不少学者 对组合墙体的承载力进行了有限元分析[4 ,5] ,但由于 上述复杂因素的影响 ,都是针对某种具体组合墙体进 行的 ,并没有给出普遍实用的承载力计算方法 。
冷弯薄壁型钢计算公式及参考文献
直接法原始公式：（注：原公式仅根据纯弯实验得出）文献：1、【首次提出直接法】2、【美国2004规范以及澳大利亚4600规范】3、【详细说明】4、【对发展历程以及未来的展望】5、【用于校核受弯构件的设计公式的实验数据相关的直卷边的C和Z截面受弯构件】Schafer推导出了有关受弯构件分别考虑局部与整体相关失稳及畸变屈曲的直接强度法公式由上面原始公式不难发现：在求解之前要先求解4个参数弹性局部屈曲荷载、弹性畸变屈曲荷载、整体屈曲荷载以及截面边界屈服弯矩。
1、整体屈曲荷载M ne/弹性弯扭屈曲荷载M cre/截面边缘屈曲弯矩荷载公式M y2、局部屈曲荷载M crl单元法：（原公式）板间弹性屈曲公式根据边界条件、受力等屈曲系数k不同，然后取各板件最小；对于受纯弯的卷边槽钢来说，腹板23.9，翼缘4.0卷边略大于0.43文献：修正：但是相应的由于板间会相互作用，所以有板间局部屈曲的相互作用（后面也提到了）；所以有文献对屈曲系数的取值进行了修正：腹板取24.5（由于腹板受压边可以看成简支，而受拉边看成固支，相对于受压构件，受弯构件的腹板对翼缘有较好的约束作用）文献：同时由于腹板对翼缘有约束作用所以翼缘屈曲系数k取值应该大于4.0文献：Schafer修正后的有侧向支撑的受弯构件弹性局部屈曲；文献：考虑了受弯构件的局部屈曲公式但是由于板间会相互作用，所以有板间局部屈曲的相互作用；陈绍蕃对比了受压构件相关屈曲的分析之后，发现原来偏于保守；这在受弯构件中影响较大。
文献：中国2002年规范对此提出板组相关系数（对比尚有不足），英国采用受弯受压不同情况下的屈曲系数；3、弹性畸变屈曲荷载M crd一般用有限条法软件计算CUFSM但是只能求纯弯的；也有学者推出了相应的手算公式，最常用的是Hancock 法和Schafer 法。
（见文章绪论）HANCOCK法的受弯构件文献SCHAFER法的受弯构件文献本文提出的简化公式：1）直卷边弹性畸变屈曲应力简化公式本公式是通过畸变屈曲系数kd反算得出的。
Z形冷弯薄壁型钢连续墙梁的计算分析
１５ ． ｍ。竖向荷载设计值（ 见图 １ｑ ） ＝０８ Ｎ ｍ， ．１ ／ ｋ
水平 风荷 载设计值 （ 图 １ｑ 见 ） 一１ ５４ｋ ｍ。竖 向 ． ５ Ｎ／
荷载标准值 ｑ ． ７ Ｎ ｍ； ｈ ；０６ ５ ／ 水平荷载标准值 ｑ ｋ 州 一１ １ Ｎ／ ． １ｋ ｍ。本 例 只考 虑竖 向荷 载 （ ） ｑ ＋水 平 荷
拉条对 Ｃ型 墙 梁扭 转 的有 利 影 响 ； 绍 蕃研 究 过 冷 陈
｝ ．
（） ｎ几枷 Ｆ
弯薄壁型钢的有效界面问题等； 冯东研究过檩条在
风吸力 作用 下的设 计方 法 等 。 目前 的多数工 程 中 ， 在
传统 的墙梁设 计计 算方 法 ， 一般 按简 支 梁结构 计算 ，
载 （¨ 这 种荷 载组合 的情 况 。 口）
２２ ８ 。 ＝ ７ ６ ｍ ， ：： ． ９ ｍ 。 ．１ ５ 。 ．６ ０ ｃ ＝ ２ １ ６ ｃ
将 已知值 ｑ ｑ ０ 小 代人式（ ）式（ ） １、 ２ 中可知墙
８ １
维普资讯
雹 建 材 科 技
梁线荷 载 ： ＝１ ３ Ｎ／ ＝１ １ Ｎ／ ． ４ｋ ｍ， ． ３ｋ ｍ。
２Ｏ 年 Ｏ６
第２ 卷 第２ ７ 期
Ｓ ＴＡＡＤ知 纵 向墙 梁 弯 距 图见 图 ２ ８８Ｉ 跨跨 中附 ，． Ｉ Ｔ 近和 支座 处 内力较 大 。由ｑ 引起 的弯距 眠 见 图 ３ 。
图 １ Ｚ形 墙梁截面主轴及荷载图
筑结构静力计算手册 》 或用有限元软件计算其内力。 文中结合工程实例 ， Ｚ型斜卷边冷弯薄壁型钢连 对
续墙 梁 进行 了计 算 分 析 ， 与普 通 热轧 型钢 墙 梁 进 并
行 了经济 比较 。
轴心受压冷弯薄壁型钢构件计算方法探讨
的极限强度， 与试验 结果 比较符合， 至今仍被各 国冷弯型钢 设 １ ． ２直接强度法的计算原理 近年来 ， Ｓ ｃ ｈ ａ ￣ｒ 和Ｐ ｅ ｋ ｏ ｚ提出了一种新 的计算方法——
有 效 宽 度 法 的 缺 点 ，无 须 计 算 截 面 中 各板 的有 效 宽 度 及 有 效
轴心受压冷弯薄壁型钢构件计算方法探讨
王
摘 要
群
７ 筑工程 学 院 陕 西 ・西安
介绍 了冷弯薄壁型钢结构 的一系列优点， 对外冷弯薄壁型钢 轴心 受压构件稳定承载力的计算原理进行 了简
冷弯薄壁型钢 轴心受压 计算方法
文 献标 识 码 ： Ａ
加的荷 载， 这就是利用薄板屈 曲后强度 。 高、 残余应力 、 初始缺 陷、 板组效应 、 板件变形 的高阶效应等。
极限承 载力。而且直接强度法考虑 了局部屈 曲的相关作用 ， 直接强度法和有效宽度法 的区别在于：直接强度法采用
屈 曲后 强度 的计算应考虑的因素很 多：冷弯后强度的提 并将 畸 变 屈 曲模 式 作 为独 立 的影 响因 素 加 以考 虑 。 这些影响因素对冷弯薄壁型构件的计算过于复杂 ，通常是采 折减应力 ，即用有效应 力来考虑局部屈 曲对构件整体屈 曲承 用大变形的原理 ，通过求解板大变形屈曲微分方程来确定构 载力的影响 ， 而有效宽度法是采用折减宽度， 及用有效截面来 件承载力， 但在工程设计中这 一过程很难实现。因此 ， 在设计 考 虑 局 部 屈 曲对 整 体 屈 曲承 载 力 的影 响 。直接 强度 法 与 有 效
力， 构件 的整 体 承 载 力计 算 时应 取 截 面 的有 效 部 分 计 算 ， 只 要 有 效 截 面 取 得 正 确 ，可 正 确 确 定 构 件 的 承 载 能 力 。 因此 如 何 确 定 有 效 截 面 是 解 决 构件 承 载 力 的关 键 问题 。
冷弯薄壁型钢计算长度
冷弯薄壁型钢计算长度冷弯薄壁型钢是一种常用于建筑和制造业的材料，它具有重量轻、强度高、施工方便等优点，被广泛应用于各种建筑结构和构件中。
在设计和施工过程中，需要对冷弯薄壁型钢的长度进行计算，以确保其在实际应用中的稳定性和安全性。
冷弯薄壁型钢的长度计算主要涉及到两个方面的因素：材料的伸长率和结构的尺寸。
首先，冷弯薄壁型钢的材料伸长率是指在拉伸过程中，材料的长度增加的百分比。
材料的伸长率可以通过材料的强度和韧性来确定，一般可以在相关的材料手册中找到。
在进行长度计算时，需要根据实际应用情况选择适当的材料伸长率。
冷弯薄壁型钢的结构尺寸也是进行长度计算的重要因素。
在设计和施工过程中，需要确定冷弯薄壁型钢的截面形状、厚度和宽度等参数。
这些参数直接影响着冷弯薄壁型钢的长度。
一般情况下，冷弯薄壁型钢的长度可以通过以下公式计算：长度 = （截面形状的周长 - 两侧厚度）* 宽度其中，截面形状的周长可以根据冷弯薄壁型钢的形状来确定，宽度是指冷弯薄壁型钢截面的宽度。
两侧厚度是指冷弯薄壁型钢截面两侧的厚度，需要减去以确保计算的准确性。
除了以上的基本计算公式，还需要考虑到冷弯薄壁型钢的连接方式和受力情况。
不同的连接方式和受力情况会对冷弯薄壁型钢的长度计算产生影响。
在具体的设计和施工过程中，需要根据实际情况进行适当的修正和调整。
冷弯薄壁型钢的长度计算对于建筑和制造业的工程师和技术人员来说是非常重要的。
通过合理计算冷弯薄壁型钢的长度，可以确保结构的稳定性和安全性，提高工程质量和效率。
冷弯薄壁型钢的长度计算是建筑和制造业中的重要环节。
在进行计算时，需要考虑材料的伸长率、结构的尺寸、连接方式和受力情况等因素。
通过合理计算冷弯薄壁型钢的长度，可以确保结构的稳定性和安全性，提高工程质量和效率。
冷弯薄壁型钢结构檩条计算
冷弯薄壁型钢结构檩条计算
一、结构设计
1、结构类型及尺寸
本项目采用采用冷弯薄壁型结构檩条，采用双曲边镙角折角构件，设计尺寸为：
a）梁端高度h1=1.2m；
b）梁腰高度h2=0.9m；
2、构件材料
本项目采用Q235B材料制作冷弯薄壁型结构檩条，设计抗弯截面积A=20cm2，抗弯强度设计值f=280MPa，计算抗拉强度设计值fv=320MPa
二、横截面抗弯分析
1、梁端抗弯分析
根据设计尺寸计算梁端受压截面矩I1=4.19cm4，Z1=2.51cm3，梁端抗压截面系数X1=0.6，临界截面受压应力F1=0.38MPa，采用设计值
f=280MPa，梁端有效抗弯截面积为A1=6.9cm2，梁端计算抗弯强度设计值f1=196MPa，梁端抗弯强度满足设计要求。
2、梁腰抗弯分析
根据设计尺寸计算梁腰受压截面矩I2=2.69cm4，Z2=1.34cm3，梁腰抗压截面系数X2=1.2，临界截面受压应力F2=0.76MPa，采用设计值
f=280MPa，梁腰有效抗弯截面积为A2=3.84cm2，梁腰计算抗弯强度设计值f2=201MPa，梁腰抗弯强度满足设计要求。
三、横截面抗拉分析
1、梁端抗拉分析
根据设计尺寸计算梁端有效受拉截面积A3=2.4cm2，采用设计值fv=320MPa。
Z形冷弯薄壁型钢檩条设计中的方向性
【作者简介】黎永（1972～），男，湖南长沙人，工程师，从事结构设计工作，（电子信箱）543800337@ 。
Z 形冷弯薄壁型钢檩条设计中的方向性OrientationofZ-SectionCold-formedThin-wallsteelPurlin黎永（博思格建筑钢结构（广州）有限公司，广州510530）LI Yong(BlueScope Buildings(Guangzhou)Ltd.，Guangzhou510530，China)【摘要】介绍了国外檩条设计中的檩条朝向的设计经验和计算方法，针对檩条反向设置结合国内的计算方法进行了试算，提出了设计中应注意的问题。
【Abstract 】The orientation and orienting method of steel purlin in North America are introduced in this paper,and the strength of down slope purlin is checked with Chinese Technical Code of Cold-formed Thin-wall Steel Structures,based the result the strengthcheckingofdownslope purlinshouldbe stressedinpurlindesign.【关键词】Z 形冷弯薄壁型钢檩条;朝向;檩条强度复核【Key words 】z-sectioncold-formed thin-wallsteelpurlin ；orientation ；purlinstrengthchecking 【中图分类号】TU392.1【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2012）05-0083-021引言檩条设计是钢结构次结构设计中非常重要的组成部分。
当前国内的工业厂房项目中，屋面材料通常选用压型钢板，连续的斜卷边Z 形冷弯薄壁型钢檩条在檩条设计中应用愈加广泛。
薄壁冷成型钢梁的计算
薄壁冷成型钢梁的计算本章主要介绍了梁的抗弯强度及变形的计算、梁腹板的设计，梁支撑的要求和梁扭转的分析等。
梁和普通热轧型钢截面的设计有所不同，由于采用了薄壁的材料要考虑到剪切滞后、翼缘卷边和冷加工引起的材料力学性能的提高等因数的影响。
一般我们认为大跨、浅梁由变形控制，中跨梁由弯曲强度控制，短跨梁可能由抗剪强度控制。
一、抗弯强度及变形在受弯构件设计中，必须保重足够的抗弯强度，同时构件在使用荷载下的变形不应超过规定的要求。
采用ASD 法 n a bM M M ≤=Ω （1） 采用LRFD 法 u b n M M ≤Φ (2) b Ω—抗弯强度安全系数，取1.67；b Φ—抗力系数，用于折减抗弯强度或必要弯矩，取0.95或0.90；（一）、n M 的计算方法：1、初始屈服n y e y M M S F == （3）计算e S 根据截面特性选取第三章的有效宽度的公式进行计算，对于最大应力发生受拉翼缘，考虑到受压翼缘的压力取决于中和轴的位置，需要确定有效面积，将采用逐次逼近的方法确定截面的特性。
（1）、考虑冷加工效应课采用两种方法（a ）弯角点部分屈服强度提高，忽略冷加工对截面平板部分的影响；（b ）考虑冷加工对弯角及所有平板板件的影响，计算整个截面的平均屈服点。
（2）、考虑对梁的非弹性备用能力的利用，对于特定形状构件，由于横截面的部分塑性开展及超静定梁的弯矩重分配，冷成型钢梁的非弹性备用强度是明显的。
取值方法（a ）美国AISI 规范认为在满足特定条件的梁，其额定截面强度n M 可以以非弹性备用能力为基础，最大限制为 1.25y M 或1.25e y S F 。
（b ）当满足AISI 规定的条款后，也可采用书中4-18和4-20的计算公式。
最终n M 的取值为（a ）、（b ）的较小值。
（3）、在设计截面过程中，若已知截面高度和厚度，考虑最大弯矩重量比的效应通常取（a ）对于非加劲受压翼缘0.43ω=；（b ）纵边均由腹板支撑的加劲受压翼缘1.28ω= （4）、受弯构件变形的计算主要取决于施加荷载的大小、位置和类型，跨度及抗弯刚度，对于弹性模量E 在弹性范围内取29.5×310ksi （203Gpa ），关键是根据受压翼缘和梁腹板的有效面积确定钢梁的惯性矩。
薄壁型钢结构构件和连接时有哪些计算要点
薄壁型钢结构构件和连接时有哪些计算要
点
薄壁型钢结构构件和连接时有哪些计算要点
计算结构构件和连接时，规定的强度设计值应乘以下列相应的折减系数。
1、平面格构式檩条的端部主要受压腹杆：0.85；
2、单面连接的单角钢杆件：1）按轴心受力计算强度和连接0.85；2）按轴心受压计算稳定性0.6+0.0014λ；注：对中间无联系的单角钢压杆，λ为按小回转半径计算的杆件长细比。
3、无垫板的单面对接焊缝：0.85；4施工条件较差的高空安装焊缝：0.90；5两构件的连接采用搭接或其间填有垫板的连接以及单盖板的不对称连接：0.90.上述几种情况同时存在时，其折减系数应连乘。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
1。
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Ρ=
M 2W
x enx
+
M 2W
y eny
+
B 2W
Ξ
≤
f
(6)
考虑到墙梁应力较小, 且跨中无开孔影响, 取W = enx
W x ,W eny = W y。 于是可得 8. 8 m 跨中截面各角点应
8. 8 m 支座正应力: Ρ1 = - 90. 51 N mm 2, Ρ2 = - 137. 08 N mm 2, Ρ3= 90. 51 N mm 2, Ρ4= - 137. 08 N mm 2。 (3) 小结
[ 1 ] 冯玉芹. 单层厂房中墙梁的扭转分析 [J ]. 包头钢铁学 院学报, 1996.
[ 2 ] 陈绍蕃, 苏明周. 冷弯型钢檩条的有效截面[J ]. 建筑结 构学报, 2003.
[ 3 ] 吴 桎 玮. 连 续 檩 条 的 分 析 模 型. 工 业 建 筑. 2003, 33 (10) : 62～ 63.
力 Σ= 27. 36 M Pa< f v = 120 M Pa。
2. 3 变形计算
经STAAD 计算, 8. 8 m 跨中: 水平挠度 v y1= 34
mm < [L 200 ]= 44 mm , 竖向挠度可忽略不计。
2. 4 Z 形墙梁口朝上布置时的应力分析, 见图 1 (b)
(1) 墙梁截面仍采用Z180×70×20×2. 0。将已
知值 qx 1, qy1, Η代入式 (3)、式 (4) 中可知墙梁线荷载
qx = 0. 16 kN m , qy = 1. 74 kN m。8. 8 m 跨中内力:
M x = - 7. 21 N mm 2, M y = - 0. 06 N mm 2; 8. 8 m
跨支座内力:M x = 9. 93 N mm 2,M y = 0. 12 N mm 2。
图 1 Z 形墙梁截面主轴及荷载图
2 一般内力分析及计算方法
2. 1 内力分析
分析时应按在 2 个主轴平面内受弯的构件 (双
向弯曲梁) 进行计算, 即把荷载 qx 1, qy1分解为 2 个荷
载分量, 分别计算, 见图 1。
(1) 平行于x 轴和y 轴的分荷载按下列公式计算
口朝下
qx = qx 1co s Η+ qy 1 sin Η
[ 4 ] GB 50018—2002, 冷弯薄壁型钢结构技术规范[S ]. [ 5 ] 陈雪庭. 冷弯薄壁型钢结构构件 [M ]. 北京: 中国铁道
出版社, 1990.
收稿日期: 2006201212. 作者简介: 管昌生, 教授; 武汉, 武汉理工大学土木工程与建 筑学院 (430070).
93
205 M Pa, 支座处最大应力Ρm ax= Ρ3= 112. 66 M Pa<
者的最大应力远大于后者的最大应力, 本例中前者
f = 205 M Pa。
为后者的 1. 4 倍。
(2) 剪应力 (只考虑弯曲剪应力近似计算)
(下转第 93 页)
82
国外建材科技 2006 年 第 27 卷 第 2 期
国外建材科技 2006 年 第 27 卷 第 2 期
Z 形冷弯薄壁型钢连续墙梁的计算ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ析
管昌生1 赵祥礼1 代庆生2
(1. 武汉理工大学; 2. 武汉蓝翔能源环保科技有限公司)
摘 要: 对双侧挂板的斜卷边 Z 形冷弯薄壁型钢连续墙梁进行了受力分析, 并与普通型钢连续墙梁进行了用钢量
板, 其墙板用自攻螺栓与墙梁牢固连接, 可阻止墙梁 算, 当2 个剪应力发生在同一截面时要计算合剪应力
的扭转, 所以双力距B = 0。否则应按文献[ 5 ]计算双 力距。
Σx 1 =
3V x1m ax 4b0 t
≤
f
v
(7)
2. 2 强度计算 双侧挂板墙梁可不计算其整体稳定性, 只计算
其强度即可。
(1) 正应力 墙梁为双向受弯构件, 按下式计算各板件端部 的应力值, 内力M x ,M y 所致各角点处正应力符号如 图 4 所示。
4 结 论
(1) 对 Z 形冷弯薄壁型钢墙梁进行了受力分析, 发现 Z 形墙梁采用口朝上和口朝下的布置方式具有 不同的应力分布状态, 后者更有利, 而且施工比前者 方便, 建议采用。
(2) 实际工程中紧身封闭采用冷弯薄壁型钢作 墙梁, 且按连续梁构件设计, 它比用普通型钢作墙梁 的做法更经济。
参考文献
力 值 Ρ1 = 136. 99 M Pa, Ρ2 = 82. 58 M Pa, Ρ3 =
Z 形墙梁采用口朝上 (图 1 (b) ) 和口朝下 (图 1
- 136. 99 M Pa, Ρ4 = - 82. 58 M Pa, Ρmax = Ρ1 < f =
(a) ) 的布置方式时具有不同的应力分布状态, 且前
(上接第 82 页)
3 与普通型钢的用钢量比较
3. 1 截面选择 该工程紧身封闭墙梁若采用热轧型钢, 仍按双
向弯曲连续梁计算, 拉条布置也一样。 双侧挂板墙梁可不计算其整体稳定性, 只按下
式计算强度
Ρ=
Mx ± My
ΧxW nx
ΧyW ny
(9)
经计算选用梁截面为 12. 6# 槽钢。
图 5 槽钢荷载图
3. 2 用钢量比较 本工程紧身封闭墙梁若采用斜卷边Z 形冷弯薄
壁型钢, 则龙骨总重 (含墙梁、托架、拉条、撑杆等) 为 14 t; 若墙梁采用热轧 12. 6# 槽钢, 则龙骨总重 29 t, 其重量约为前一龙骨总重的 2 倍, 考虑到材料单价, 运输, 安装等因素, 墙梁采用薄壁型钢要比普通型钢 经济很多。
1 工程概况
吉林某锅炉钢架紧身封闭墙梁采用Z 型冷弯薄 壁型钢, 墙梁在支座处搭接, 按连续梁构件设计。
纵向柱距: 4. 5 m + 8. 8 m + 6. 1 m + 3 m ; 横向 柱 距: 4. 5 m + 8. 08 m + 2. 7 m ; 围 护 高 度: 10～ 41. 7 m。
墙梁两侧设置墙板。 在纵向 8. 8 m 跨和横向 8. 08 m 跨 1 3 处设一拉条, 在纵向 6. 1 m 跨、4. 5 m 跨和横向 4. 5 m 跨 1 2 处设一道拉条, 墙梁间距约 1. 5 m。 竖向荷载设计值 (见图 1) qx 1= 0. 81 kN m , 水平风荷载设计值 (见图 1) qy1= 1. 554 kN m。竖向 荷载标准值 qkx 1= 0. 675 kN m ; 水平荷载标准值 qky1 = 1. 11 kN m。本例只考虑竖向荷载 (qx 1) + 水平荷 载 (qy1) 这种荷载组合的情况。
将已知值 qx 1、qy1、Η代入式 (1)、式 (2) 中可知墙
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国外建材科技 2006 年 第 27 卷 第 2 期
梁线荷载: qx = 1. 34 kN m , qy = 1. 13 kN m。 (2) 由 qy 引 起 的 弯 距 M x 由 有 限 元 程 序
[ 4 ] 魏汝龙. 从实测沉降过程推算固结系数[J ]. 岩土工程 学报, 1993, 15 (2) : 12～ 19.
[ 5 ] 朱向荣, 潘秋元, 谢康和. 超载预压加固软粘土地基的 若干工程问题[J ]. 地基处理, 1991, 2 (3) : 1～ 9.
[ 6 ] 孔德金, 苗中海. 软基加固检测孔隙水压力分析 [J ]. 港工技术, 2000, 36 (3) : 43～ 46.
Z180×70×20×2. 0, 墙梁口朝下布置, 截面特性:
W x 1 = 51. 502 cm 3, W x 2 = 37. 679 cm 3, W y 1 =
10. 191 cm 3, W y2 = 11. 289 cm 3, I x 1 = 356. 620 cm 4,
Η= 22. 185°, ix = 7. 660 cm , iy = 2. 196 cm。
STAAD 知纵向墙梁弯距图见图 2, 8. 8 m 跨跨中附 近和支座处内力较大。 由 qx 引起的弯距M y 见图 3。
图 2 qy 作用下弯距M x (kN ·m )
图 3 qx 作用下弯距M y (kN ·m )
(3) 由qx 1和qy1引起的双力距 墙梁两侧设置墙
根据墙梁的x 1 轴和 y 1 轴荷载作用分别按下式计
比较, 结果表明前者更经济。
关键词: Z 型冷弯薄壁型钢; 连续梁; 受力分析; 用钢量
随着轻钢结构的发展, 冷弯薄壁型钢广泛用于 钢结构屋面或墙面的围护承重结构。 国内学者曾对 冷弯薄壁型钢作过不少研究, 如冯玉芹等曾研究过 拉条对C 型墙梁扭转的有利影响; 陈绍蕃研究过冷 弯薄壁型钢的有效界面问题等; 冯东研究过檩条在 风吸力作用下的设计方法等。在目前的多数工程中, 传统的墙梁设计计算方法, 一般按简支梁结构计算, 为了进一步节约钢材、降低成本, 采用连续梁为一个 比较有效的方法。 斜卷边 Z 形冷弯薄壁型钢连续梁 最常用的搭接方式是在支座处搭接, 选择一个墙梁 托架作为铰支点, 其余托架作为滑移铰, 计算连续梁 的内力。 对于特定形式的结构布置, 可以直接查《建 筑结构静力计算手册》或用有限元软件计算其内力。 文中结合工程实例, 对 Z 型斜卷边冷弯薄壁型钢连 续墙梁进行了计算分析, 并与普通热轧型钢墙梁进 行了经济比较。
(2) 正应力计算
图 4 角点应力符号 (以压应力为正)
8. 8 m 跨中正应力:
在搭接区采用双倍的截面模量计算强度和稳定性,
Ρ1 = 134. 1 N mm 2, Ρ2 = 196. 66 N mm 2, Ρ3 =
各角点处的应力值按下式计算
- 134. 1 Nmm 2, Ρ4= - 199. 66 N mm 2。
Ρ=
Mx W enx
+