钢结构设计1_6墙梁设计讲解
钢结构设计说明，内容全面
厂房钢墙梁设计
厂房钢墙梁设计摘要：钢墙梁用于轻型围护墙的墙架结构中，承受墙体自重等竖向荷载和水平风荷载，是围护结构的主要受力构件。
为准确把握墙梁设计要点，本文以某工程拼装车间墙梁设计为依托，进行了以下工作：①总结了墙梁常用的截面形式，分析了拉条、撑杆和墙板对墙梁强度和稳定性的影响，在此基础上论述了拉条和撑杆的布置原则。
②总结了墙梁的计算方法和风荷载取值的注意事项。
③对某工程拼装车间墙梁的风荷载和竖向荷载进行了计算，验算了山墙墙梁的稳定性。
通过以上工作，较为全面地把握了墙梁的受力性能和设计要点，对墙梁设计具有一定的指导意义。
关键字：钢墙梁；拉条；撑杆；墙板；风荷载取值1.概述钢墙梁通常用于轻型围护墙的墙架结构中（本文所指的“墙梁”均为钢墙梁），主要承受墙体自重等竖向荷载和水平风荷载。
它与墙架柱或厂房柱、拉条、撑杆和墙板共同形成了厂房的围护结构。
某工程拼装车间为跨度45.6m的门式刚架，长度120m、檐口标高37m，柱距12m。
车间采用整体式墙架，钢柱兼做墙架柱，钢柱间距即墙梁跨度为12m。
此拼装车间要求山墙便于反复拆卸和重装以满足工艺要求。
本文首先论述了墙梁的受力性能和设计要点，进而介绍了此拼装车间墙梁设计情况。
2.墙梁截面形式墙梁常用的截面形式如图2-1所示，当墙梁跨度不大于6m时，通常采用带卷边的冷弯薄壁卷边槽钢（C形钢）或冷弯薄壁卷边钢（Z形钢）。
跨度大于6m 时，宜采用高频焊接薄壁H型钢或热轧型钢。
图2-1 墙梁的截面形式冷弯薄壁C形钢和Z形钢墙梁属于开口薄壁构件，其强度和稳定性计算应符合《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018-2002）[1]的有关规定。
大多数高频焊接H型钢[2]和所有热轧H型钢截面尺寸均应满足《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）（以下简称钢结构设计规范）[3]规定的构件不发生局部屈曲的构造要求，即：(1)(2)应按钢结构设计规范进行设计。
3.墙梁受力性能和计算要点3.1围护墙构件传力路径风荷载作用于内外墙板，传至墙梁，最后通过支托传给墙架柱或厂房柱；竖向荷载直接传至墙梁，墙梁将其传至直拉条和支托，直拉条将其传至斜拉条，斜拉条和支托最终将竖向荷载传至墙架柱或厂房柱。
钢结构设计制图深度和表示方法
五、钢结构施工详图的设计内容(2)
a） 在设计中不得任意加大焊缝，应尽量避 免焊缝的立体交叉。
焊缝布置应尽量对称于构件或节点板截 面中和轴，避免偏心传力。 b） 焊脚尺寸，不得小于1.5√t，当焊件厚 度等于或小于时，则最小焊缝焊脚尺寸应与厚 度相同，角焊缝焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚 度的1.2倍。角焊缝长度不得小于8hf和40mm。
2016/10/26
三、钢结构设计图的内容 (4)
3. 纵、横、立面图：
当房屋钢结构比较高大或平面布置比较复 杂柱网不太规则，或立面高低错落，为表达 清楚整个结构体系的全貌，宜绘制纵、横、 立面图，主要表达结构的外形轮廓，相关尺 寸和标高，纵横轴线编号及跨度尺寸和高度 尺寸，剖面宜选择具有代表性的或需要特殊 表示清楚的地方。
中国建筑标准设计研究所
2016/10/26
三、钢结构设计图的内容 (17)
6. 构件图
平面桁架和立体桁架、格构式构件以及截面较 为复杂的组合构件等需要绘制构件图，门式钢刚架 由于采用变截面，故也要绘制构件图，通过构件图 表达构件外形及其几何尺寸，以方便绘制施工详图。 平面或立体桁架构件图。一般杆件均可用单线 绘制，但弦杆必须注明重心距，其几何尺寸应以重 心线为准。
中国建筑标准设计研究所
2016/10/26
一、钢结构设计制图阶段划分(2)
建议把钢结构设计制图分为设计图和施工 详图两个阶段。
设计图原则上必须由具有相应设计资质级 别的设计单位设计编制。 施工详图原则上是由具有相应设计资质级 别的钢结构加工制造企业或委托设计单位完 成。
中国建筑标准设计研究所
4.4.6 构件编号：首先必须按"建筑结构制 图标准"规定的常用构件代号作为构件编号构 件代号，在实际工程中，可能会有在一项目 里，同样名称而不同材料的构件，为便于区 分，可在构件代号前加注材料代号，但要在 图纸中加以说明。一些特殊构件在常用构件 代号中未作出规定，可参照规定的编制方法 用汉语拼音字头编代号。
檩条、墙梁设计与构造分析
檩条、墙梁设计与构造分析摘要：在应用广泛的门式刚架轻型房屋钢结构设计中, 最为困难的是对檩条的设计计算。
困难来自于两方面:首先,在设计规范或规程中无简单实用的计算公式供设计人员采用; 其次,为节省钢材,轻钢结构中的檩条除用于承担梁的功能外往往兼作支撑体系中的压杆,同时还通过隅撑对门式刚架的梁和柱提供侧向支承。
如果考虑门式刚架轻钢房屋中的蒙皮效应,则檩条的构造和受力计算更为复杂。
檩条通常由薄钢板冷弯成型,计算中还需考虑屈曲后的有效截面等问题,因此,精确计算檩条的承载能力非常困难。
关键词：檩条墙梁设计构造分析1檩条计算1.1檩条计算公式对于实腹式檩条计算，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015[1]（简称门刚规范）第9.1.5条规定应符合下列要求（由于檩条计算不由抗剪强度控制，因此，以下均不涉及檩条抗剪强度问题）：（1）门刚规范第9.1.5条第1款规定：当屋面能阻止檩条侧向位移和扭转时，实腹式檩条可仅做强度计算，不做整体稳定计算。
抗弯强度可按下列公式计算：Mx’/Wenx’≤f （1）式中：Mx’为腹板平面内的弯矩设计值，N.mm;Wenx’为按腹板平面内计算的有效净截面模量（对冷弯薄壁型钢）或净截面模量（对热轧型钢），mm3；f为钢材抗弯强度设计值，N/mm2。
（2）门刚规范第9.1.5条第2款规定：当屋面不能阻止檩条侧向位移和扭转时，应按下式计算檩条的稳定性：Mx/（ψbyWenx）+My/Weny≤f （2）式中：Mx、My分别为对截面主轴x、y轴的弯矩设计值，N.mm;Wenx、Weny分别为对截面主轴x、y轴的有效净截面模量（对冷弯薄壁型钢）或净截面模量（对热轧型钢），mm3;ψby为梁的整体稳定性系数，冷弯薄壁型钢构件按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018，热轧型钢构件按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017的规定计算。
（3）门刚规范第9.1.5条第3款规定：在风吸力作用下，受压下翼缘的稳定性应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018的规定计算；当受压下翼缘有内衬板约束且能防止檩条截面扭转时，整体稳定性可不做计算。
门式刚架檩条和墙梁的正确计算选择方式
门式刚架檩条和墙梁的正确计算选择方式摘要：门式刚架轻型房屋钢结构是指承重结构采用变截面实腹刚架，围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层房屋。
门式刚架檩条和墙梁的设计较复杂，涉及到屋面板和墙板的约束问题。
本人工作中发现绝大多数人对檩条和墙梁的计算不重视，细节理解存在偏差。
因此，对这些常见问题进行分析和总结。
关键词：门式刚架、檩条、墙梁、屋面板和墙板约束0 引言门式刚架轻型房屋钢结构属轻型钢结构的一个分枝，具体指房屋高度不大于18m，房屋高宽比小于1，承重结构为单跨或多跨实腹门式钢架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。
这种结构型式的主要特点是:体现轻钢结构轻型、快速、高效的特点，应用节能环保型新型建材，实现工厂化加工制作、现场施工组装、方便快捷、节约建设周期;结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显;柱网尺寸布置自由灵活、能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。
因此，时至今日，该结构型式依旧在大量应用，服务于人们的日常生活和生产需要。
1 门式刚架设计中檩条常见问题1.1 檩条设计荷载组合一般情况下檩条设计采用下面两种（最不利）荷载组合：第1种荷载组合（向下）：p1=1.3恒载+1.5（活载+0.9积灰+0.6风载（压力））第2种荷载组合（向上）：p2=1.0恒载+1.5风载（吸力）1.2 “屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”的选项问题檩条设计的第1种荷载组合是檩条上翼缘受压，计算书中“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”选项非常重要，勾选时，仅需按门刚规范第9.1.5条第1点做强度计算；不勾选时，需按门刚规范第9.1.5条第2点进行檩条整体稳定性计算，为满足抗弯承载力，需要的檩条截面比勾选时大。
屋面板与檩条的连接方式有三种，分别为直立缝锁边连接、扣合式连接和螺钉连接。
门刚规范第11.1.6条规定：“当采用直立缝锁边连接或扣合式连接时，屋面板不能作为檩条的侧向支撑；当屋面板采用螺钉连接时，屋面板可作为檩条的侧向支撑。
檩条墙梁设计指南
墙梁檩条设计指南（Version 1.0 2010-5-5）第一部分计算参数的选取一、檩条部分1、屋面一般采用斜卷边Z形连续檩条。
当柱距≥12米，且屋面荷载较大时，可采用格构式檩条或高频焊接H型钢。
2、注意不是所有的屋面檩条都是5连跨，下列情况就需要考虑檩条的实际跨度：（1）屋顶通气器和屋顶天窗在端跨一般不设置（有时候第二跨也不设置），此时檩条为单跨简支（或两跨连续）；（2）屋面有横向采光通风天窗或顺坡通气器时，檩条可能会被打断，檩条应根据实际情况确定跨数；（3）檩条本身的跨数就少于5跨。
3、屋面材料选择时，若有吊顶，须选取“有吊顶”选项。
檩条仅支承压型钢板屋面时，挠度控制为l/200；有吊顶时，挠度控制为l/240。
4、屋面倾角：建筑图所标的是坡度，需要换算成角度。
有弧形屋面梁时，须考虑檩条倾角的不断变化。
5、拉条道数的设置：当檩条跨度≤4米时，一般不设置拉条；当檩条跨度>4米、≤6米时，一般在檩条跨中设置一道拉条；当檩条跨度>6米、≤9米时，一般设置两道拉条（三分点处）；当檩条跨度为12米时，一般设置三道拉条。
拉条均为双层拉条，同时约束檩条上、下翼缘。
6、檩条间距：檩条的间距一般控制在1.0~1.5米之间，常用的间距有1.2、1.4、1.5米。
檩条间距不得超过1.5米；对于屋面荷载较大的部位（例如高低垮处），局部檩条间距可以小于1米。
7、檩条搭接长度的取值：檩条搭接长度取跨长的10%（两边各5%）。
9米跨度一般取500mm，12米跨度一般取600mm。
8、截面选择：设计时尽量选择标准截面，常用的标准截面高度有：200、220、250mm，常用的标准截面厚度有2.0、2.2、2.5mm，若需选择非标准截面，可通过“檩条库”选项增加截面参数。
（标准截面详见《钢结构设计手册》和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》）注意：（1）非标准截面的截面厚度不得大于3.0mm；（2）非标准截面的截面高度不宜大于280mm，若高度大于280mm，须采用加强措施，避免檩条侧向失稳。
钢结构墙梁设计
4 钢结构墙梁设计4.1 墙梁的选用4.1.1 钢结构单层工业建筑侧墙墙梁的布置应考虑设置门窗，挑檐遮雨篷等构件和围护材料的要求。
4.1.2 当侧墙采用压型金属板作围护面时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距根据板型和规格确定，但不应大于计算要求的值。
4.1.3 墙梁型式一般采用卷边“C” 或“Z”形，或为轻型薄壁H 型钢，其厚度不应小于1.5mm，宜采用热浸镀锌，镀锌量为250～275g/m2（三点测试值）。
4.1.4 墙梁可设计成简支或连续构件，两端支承在焊接于刚架柱的支托上。
支托同第18.4.6条檩条支托，当墙面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，4.2 墙梁荷载4.2.1 竖向荷载包括墙体材料重量，玻璃窗重量（0.4～0.5KN/m2）,雨棚上的活荷载（屋面均布活荷载0.5KN/m2或雪荷载，有时还有积灰荷载），以及横梁自重。
4.2.2 水平风荷载其基本风压、风载体型系数和风压高度变化系数，均按《建筑结构荷载规范GB50009—2012》采用；对墙梁尚应考虑局部风压体型系数和阵风系数。
4.2.3 荷载组合（1）迎风面：1.2×竖向荷载+1.4×水平风压力荷载；（2）背风面：1.2×竖向荷载+1.4×水平风吸力荷载。
4.3 墙梁内力计算墙梁承担双向荷载，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生的双弯扭力矩B（单侧挂墙板），如图4.3.1所示。
(a) 双侧挂墙板（b）双侧挂墙板（荷载偏心）4.3.1 墙梁受荷载情况4.3.1 竖向荷载作用下在竖向荷载q x作用下，墙梁产生弯矩M y，拉条作为一个支承点，按连续梁计算，构件计算简图及所产生弯矩图如图4.3.2所示。
4.3.2 墙梁受竖向荷载4.3.2 水平荷载作用下在水平风荷载q y作用下（迎风或背风），墙梁产生弯矩M x，构件计算简图及所产生弯矩图如图4.3.2所示。
墙梁计算总结范文
一、前言在建筑工程中，墙梁是支撑墙体和楼板的重要构件，其设计计算的正确与否直接关系到整个建筑物的安全与稳定。
本文将对墙梁计算的相关知识进行总结，以便于大家更好地理解和应用。
二、墙梁计算的基本原理1. 墙梁的受力分析墙梁主要承受垂直于其轴线方向的荷载，包括墙体自重、楼板荷载、风荷载等。
在计算过程中，应充分考虑墙梁的受力和变形情况，以确保其满足强度、刚度和稳定性要求。
2. 墙梁的计算方法（1）按受弯构件计算：根据墙梁的截面尺寸、材料强度和荷载情况，计算其受弯承载力，并满足抗裂、抗剪等要求。
（2）按受压构件计算：根据墙梁的截面尺寸、材料强度和荷载情况，计算其受压承载力，并满足抗剪、抗弯等要求。
（3）按受拉构件计算：根据墙梁的截面尺寸、材料强度和荷载情况，计算其受拉承载力，并满足抗裂、抗剪等要求。
三、墙梁计算的关键步骤1. 确定墙梁的截面尺寸根据荷载大小、墙体厚度和楼板厚度，确定墙梁的截面尺寸，包括宽度、高度和配筋率。
2. 计算荷载根据工程实际情况，确定墙梁所承受的荷载，包括墙体自重、楼板荷载、风荷载等。
3. 计算截面强度根据截面尺寸、材料强度和荷载情况，计算墙梁的截面强度，包括抗弯、抗剪和抗拉强度。
4. 计算配筋率根据截面强度和材料强度，计算墙梁的配筋率，确保其满足强度要求。
5. 计算截面刚度根据截面尺寸和材料弹性模量，计算墙梁的截面刚度，确保其满足刚度要求。
6. 计算稳定性根据截面尺寸、材料强度和荷载情况，计算墙梁的稳定性，确保其满足稳定性要求。
四、墙梁计算注意事项1. 考虑荷载组合：在计算过程中，应充分考虑各种荷载的组合情况，如荷载叠加、荷载交替等。
2. 确保安全系数：在设计计算中，应确保墙梁的安全系数满足规范要求。
3. 优化设计：在满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，尽可能优化墙梁的设计，降低成本。
4. 考虑施工条件：在设计计算中，应考虑施工过程中的实际情况，如施工荷载、施工误差等。
五、结论墙梁计算是建筑工程设计中不可或缺的一部分，正确计算墙梁的受力、强度、刚度和稳定性，对确保建筑物的安全与稳定具有重要意义。
《钢结构设计原理》第五章课件 梁的设计
短向加劲肋最小间距为0.75h1,外伸宽度应取为横向加劲肋外伸宽 度的0.7-1.0倍,厚度同样不小于短向加劲肋外伸宽度的1/15。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第五章 梁的设计
5.3.3 支承加劲肋计算
1.端面承压
t
≤2t
第五章 梁的设计
t hw h1 h
2）腹板尺寸
腹板高度hw 梁高确定以后腹板高也就确定了，腹板高为梁高 减两个翼缘的厚度，在取腹板高时要考虑钢板的 尺寸规格，一般使腹板高度为50mm的模数。
腹板厚度tw 抗剪强度要求:
tw
1.2Vm a x hw fV
局部稳定和构造因素: tw hw / 3.5
按支承条件分：
简支梁、连续梁 、悬臂梁 钢梁一般都用简支梁，简支梁制造简单，安装方便，且可避免支 座不均匀沉陷所产生的不利影响。不论何种支承的梁，当截面内力 已知时，进行截面设计的原则和方法是相同的。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第五章 梁的设计
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第五章 梁的设计
§5.2 梁的设计
一般说来，梁的设计步骤通常是先根据强度和刚度要求，同 时考虑经济和稳定性等各个方面，初步选择截面尺寸，然后对所 选的截面进行强度、刚度、整体稳定和局部稳定的验算。
如果验算结果不能满足要求，就需要重新选择截面或采取一 些有效的措施予以解决。对组合梁，还应从经济考虑是否需要采 用变截面梁，使其截面沿长度的变化与弯矩的变化相适应。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
墙梁设计
3、墙梁设计3.1 截面初选墙梁采用冷弯薄壁卷边槽钢，材料采用F Q -345钢，墙梁外挂彩钢夹芯板单侧挂墙板），墙梁跨度为6m ，墙梁间距不同，故取墙梁最大间距为m 5.1，墙梁跨中设置一道拉条。
初选截面5.22070200⨯⨯⨯C ，如图2-13所示。
y yxxy y 0x A70202.5200图2-13 墙梁截面截面特性为：42411640413min 3max 4340275.12914.155,0041.0,18.4376,1871.0,89.409.92,25.11,18.28,50.2,27.5682.53,74.7,21.538,000.2,98.8cmW cmW cm k cm I cm I cm e cm I cm W cm W cm i cm I cmW i cm I cm x cm A w w w t y y y y y x x x ================-3.2 荷载计算3.2.1永久荷载墙体自重 2115.0m kN 转化成线荷载 m kN q x 1725.05.1115.0/=⨯= 墙梁 m kg 05.7 转化成线荷载 m kN q x 07.08.905.7//=⨯= 3.2.2 风荷载根据《建筑结构荷载规范》计算风荷载（1） 迎风面2048.060.00.18.00.1m kN z s z k =⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=ωμμβω（2） 背风面2030.060.00.1)5.0(0.1m kN z s z k -=⨯⨯-⨯=⋅⋅⋅=ωμμβω3.2.3 荷载设计值竖向线荷载 m kN q q q x x k 2425.007.01725.0///=+=+= 竖向荷载设计值 m kN q x 291.02425.02.1=⨯= 迎风荷载设计值 m kN q y 008.15.148.04.11=⨯⨯= 背风荷载设计值 m kN q y 63.05.1)30.0(4.12-=⨯-⨯=q xxq yq xe e 0图2-14 荷载作用简图3.2.4 荷载组合墙梁的荷载组合有两种：水平风压力荷载竖向永久荷载⨯+⨯4.12.1 水平风吸力荷载竖向永久荷载⨯+⨯4.12.1即为：（1）1y x q q + ， （2）2y x q q +3.3 内力计算3.3.1竖向荷载x q 产生的最大弯矩跨中设一道拉条，故可看做侧向支撑，计算简图如图2-15M 1q 2M 2M x图2-15竖向荷载作用到墙梁时的计算简图m kN lq M x ⋅=⨯⨯==327.06291.0321321221m kN lq M x ⋅=⨯⨯==164.06291.0641641222故竖向荷载x q 产生的最大弯矩maxy M为：mkN My ⋅=327.0max3.3.2水平荷载y q 产生的最大弯矩墙梁在风荷载作用下计算简图如图2-16所示q y3M图2-16水平荷载作用到墙梁时的计算简图m kN l q M y ⋅=⨯⨯==536.46008.181812213m kN lq My ⋅-=⨯-⨯==835.26)63.0(8181222/3m kN Mx ⋅=536.4max3.3.3 支座处最大剪力如图2-15，在竖向荷载作用下，支座最大剪力为kN V 091.16291.0625.0max =⨯⨯=如图2-16，在水平荷载作用下，支座最大剪力为 迎风：kN V y 024.36008.15.01=⨯⨯= 背风：kN V y 89.16)63.0(5.02=⨯-⨯=3.3.4双力矩计算墙梁单侧挂墙板，拉条设在距墙面31墙梁宽度处，因而仅考虑为承受墙面荷载的支撑点，而竖向荷载x q 及水平风荷载y q 的作用线均不通过截面弯心，需考虑双力矩的影响。
钢结构 1.6-墙梁支撑设计
《钢结构设计》—— 第1章 轻型门式刚架结构 上柱柱间支撑（八字形）
下柱柱间支撑（十字交叉形） 双层支撑
十字交叉支撑 圆钢截面
一般用于无吊车时
《钢结构设计》—— 第1章 轻型门式刚架结构
十字交叉支撑 圆钢管截面
《钢结构设计》—— 双角钢组合T型截面
十字交叉支撑 格构式截面
《钢结构设计》—— 第1章 轻型门式刚架结构
（4）墙梁构造 连接构造：同檩条，也设置拉条、撑杆。
《钢结构设计》—— 第1章 轻型门式刚架结构
1.6.2 支撑构件的设计
1.6.2.1 柱间支撑 作用：传递山墙、吊车传来的纵向水平荷载，增加房屋 整体刚度。 截面型式：采用圆钢、单角钢、两个角钢组成的T型截面、 圆钢管、以及格构式截面等。 布置原则:前面已讲述。 类型：根据厂房使用要求可以布置成十字交叉型或者八 字型。有吊车时一般为上下两层支撑。
刚性系杆（钢管）
隅撑
屋面横向水平支撑（圆钢）
支撑（檩条在现场复合板内）
《钢结构设计》—— 第1章 轻型门式刚架结构
本节复习思考题
1. 墙梁的截面形式有哪些？ 2. 墙梁条承担的荷载有哪些？属于何种受力构件？ 3. 会计算墙梁。 4. 熟悉墙梁的连接构造。 5. 柱间支撑的作用、构造及受力 6. 屋面横向水平支撑的作用、构造。
《钢结构设计》—— 第1章 轻型门式刚架结构
支撑的连接
钢梁 拉条
屋面横向水平支撑
檩条 刚性系杆
《钢结构设计》—— 第1章 轻型门式刚架结构
《钢结构设计》—— 第1章 轻型门式刚架结构
屋面横向水平支撑（圆钢）
《钢结构设计》—— 第1章 轻型门式刚架结构
屋面横向水平支撑（角钢）
《钢结构设计》—— 第1章 轻型门式刚架结构
钢结构设计3-檩条设计.ppt
截面 形式
实腹式 格构式
热轧型钢 H型钢 冷弯薄壁型钢 下撑式
平面桁架式 空腹式
实腹式檁条的截面形式
热轧型钢
H型钢
这两种檁条适用于荷 载较大的屋面。
冷弯薄壁型钢 适用于压型钢板的轻型屋面
实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。
其中，卷边槽钢(亦称C形钢)檩条适用于屋面坡度
Y1 Y q qy
qy q cos
当屋面坡度： θ
α
i>1/3
X1 qx q sin
X
α≈θ
X
檁条近似为沿x X1
主轴方向单向受
弯。
α
qx θ Y Y1
当α=θ时
q = qy qx = 0
θ为Z 型檁条两个主轴的夹角；α为屋面坡度。
当跨中设置一道拉条时檁条的计算简图及内力
qy
简支梁的跨中弯矩对X轴:
M xmax
Vx max
无拉条
1 8
qx
l
2
0.5qxl
1 8
q
y
l
2
0.5qyl
跨中有一道 拉条
拉条处负弯矩 拉条与支312座qx间l 2 正弯矩
1 64
q
x
l
2
0.625 qxl
1 8
q
y
l
2
0.5qyl
三分点处各有 一道拉条
拉条处负弯矩
1 90
q
x
l
2
拉条与支座间正弯矩
1 360
q
x
l
2
0.367 qxl
1.2×永久荷载+1．4×施工检修集中荷载换算
钢墙梁的设计及计算
钢墙梁的设计及计算刘建【期刊名称】《《山西建筑》》【年(卷),期】2019(045)017【总页数】2页(P38-39)【关键词】钢墙梁; 拉条; 整体稳定性; 挠度【作者】刘建【作者单位】湖北省工业建筑集团有限公司设计咨询分公司湖北武汉 430000【正文语种】中文【中图分类】TU3970 引言门式刚架轻型房屋具有成本低，建造速度快，构件易于标准化生产，常适用于仓库、工业厂房等建筑领域[1]。
钢墙梁亦称为墙檩条，它作为门式刚架墙面系统的重要围护构件，承受墙体自重等竖向荷载和水平风荷载，是一种双向受弯构件，当采用压型钢板等自承重墙时可不考虑墙体竖向荷载。
在实际工作中，部分设计人员过度依赖相关设计软件，对墙梁的计算方法、计算时的基本假设尚未弄清，导致设计的墙梁构件钢材用量偏大或承载力不足。
1 钢墙梁的选型及布置1.1 钢墙梁的选型墙梁的截面形式可根据其跨度选择单角钢、槽钢、C型钢、H型钢。
当竖向荷载较大时，可采用两个C型钢与撑杆形成组合墙梁，竖向荷载通过拉条传递给组合墙梁，组合墙梁再传递给墙架柱，而水平风荷载直接通过墙梁传递给墙架柱。
根据各种墙梁的截面特性及钢材的用量，工程中，对于一般的墙梁，水平风荷载是主要荷载，宜采用平放的C型钢；当跨度大于6 m且风荷载较大时，可采用平放的高频焊H型钢。
1.2 钢墙梁的布置墙梁布置的间距应根据其跨度、风荷载大小及墙面板类型等因素计算确定，结合工程经验，一般不大于1.5 m。
墙梁可以设计成单跨简支梁或双跨连续梁，考虑到墙梁的连续接点施工不便，简支墙梁是工程中常用的连接方式。
C型钢槽口可向上或向下，槽口向上时与柱的连接较为方便，但容易积灰、积水，长时间潮湿的积灰会引起墙梁的锈蚀，故除门窗洞口上部的墙梁槽口向上外，其余的墙梁均宜槽口向下。
2 拉条的作用及布置2.1 拉条的作用墙梁拉条的作用与檩条拉条有不同之处。
当墙板为自承重时，墙梁拉条与檩条拉条作用一样，起到侧向支撑的作用，减少墙梁或檩条计算整体稳定性时受压翼缘的自由长度；当墙板为非自承重时，拉条不但有侧向支撑的作用，还有将墙面板的竖向荷载通过斜拉条传递到墙架柱上的作用，斜拉条一般在檐口处及窗洞下设置，当厂房高度较大时，用拉条悬吊的横梁数超过5根时，应在中间加设斜拉条将竖向荷载分段传到墙架柱上。
厂房钢墙梁设计[权威资料
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摘要：钢墙梁用于轻型围护墙的墙架结构中，承受墙体自重等竖向荷载和水平风荷载，是围护结构的主要受力构件。
为准确把握墙梁设计要点，本文以某工程拼装车间墙梁设计为依托，进行了以下工作：①总结了墙梁常用的截面形式，分析了拉条、撑杆和墙板对墙梁强度和稳定性的影响，在此基础上论述了拉条和撑杆的布置原则。
②总结了墙梁的计算方法和风荷载取值的注意事项。
③对某工程拼装车间墙梁的风荷载和竖向荷载进行了计算，验算了山墙墙梁的稳定性。
通过以上工作，较为全面地把握了墙梁的受力性能和设计要点，对墙梁设计具有一定的指导意义。
关键字：钢墙梁；拉条；撑杆；墙板；风荷载取值TU3A1.概述钢墙梁通常用于轻型围护墙的墙架结构中（本文所指的“墙梁”均为钢墙梁），主要承受墙体自重等竖向荷载和水平风荷载。
它与墙架柱或厂房柱、拉条、撑杆和墙板共同形成了厂房的围护结构。
某工程拼装车间为跨度45.6m的门式刚架，长度120m、檐口标高37m，柱距12m。
车间采用整体式墙架，钢柱兼做墙架柱，钢柱间距即墙梁跨度为12m。
此拼装车间要求山墙便于反复拆卸和重装以满足工艺要求。
本文首先论述了墙梁的受力性能和设计要点，进而介绍了此拼装车间墙梁设计情况。
2.墙梁截面形式墙梁常用的截面形式如图2-1所示，当墙梁跨度不大于6m时，通常采用带卷边的冷弯薄壁卷边槽钢（C形钢）或冷弯薄壁卷边钢（Z形钢）。
跨度大于6m时，宜采用高频焊接薄壁H型钢或热轧型钢。
图2-1 墙梁的截面形式冷弯薄壁C形钢和Z形钢墙梁属于开口薄壁构件，其强度和稳定性计算应符合《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018-2002）[1]的有关规定。
大多数高频焊接H型钢[2]和所有热轧H型钢截面尺寸均应满足《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）（以下简称钢结构设计规范）[3]规定的构件不发生局部屈曲的构造要求，即：(1)(2)应按钢结构设计规范进行设计。
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y
y
3(-) q'y 4(-)
3(+) y 4(-)
x
1(+) y
3(-) y 4(+)
1(-) y
x M 'x x m
2(+)
1(-) y
x My
2(+)
x B
2(+)
1.6.4
墙梁截面验算
首先根据墙梁跨度、荷载和拉条设置情况，初
1.6 — 墙梁设计
1.6.1 墙梁的构造要求 1.6.2 墙梁的荷载 1.6.3 墙梁内力计算 1.6.4 墙梁截面验算 1.6.5 柱间支撑的布置与计算 返回
墙架系统主要由墙梁、拉条、斜拉条、撑杆、 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
梁平面内竖向挠度。墙梁主要承受由墙板传递
十字型柱间支撑
八字型支撑
上柱柱间支撑
下柱柱间支撑
返回
柱间支撑的截面型式：采用两个角钢组成的T
型截面、圆钢管截面。
柱间支撑的布置: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60米时， 则需要在中部再加设一道支撑。
柱间支撑的型式：根据厂房使用要求可以布置
成十字型或者八字型。
计算其整体稳定性。
My Mx B f bxWefx Wefy W
bx — 单向弯矩 M x 作用下墙梁的整体稳定 系数。
刚度验算
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容许挠度。
1.6.5 柱间支撑的布置与计算
y
y
qy
x (b)单侧挂墙板
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， 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
载的大小等，一般墙梁的间距取1－1.5米左右，遇 有窗口位置等情况作特殊处理。
1.6.2
墙梁荷载
荷载
x A qx y
qy
qx
y
A
x o y
o x (a)双侧挂墙板
y
qy
x (b)单侧挂墙板
跨中最大双弯扭力矩为：
Bmax 0.01 ml2
其中： — B的计算系数；
m — 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； l — 墙梁跨度。
在 M x 、 M x 、M y 、B作用下，截面各点应 力符号如下图所示。“－”表示拉应力， “＋”表示压应力。
qx
M y ，拉
条作为一个支承点，按连续梁计算，如下图所示。
墙架结构布置图
在水平风荷载 q y作用下（迎风或背风），墙
梁产生弯矩的计算简图：
qy
当墙梁双侧挂墙板（图a），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 扭力矩B＝0； 当墙梁单侧挂墙板时（图b），由于竖向荷载 和水平风载均不通过墙梁中心A，且单侧挂墙 板不能有效阻止墙梁的扭转，此时墙梁将产生 双弯扭力矩B。
F F
压杆
拉杆
F
F
拉杆
压杆
柱间支撑计算
按拉杆设计，所受拉力为： Nt
强度验算: 刚度验算:
Nt A f
F sin
l0 imin
——拉杆长细比容许值
返回
墙梁设计－小结
墙架系统主要由墙梁、拉条、斜拉条、撑杆、
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 载未通过截面弯曲中心时，尚应考虑因荷载偏 心产生的双弯扭力矩B（单侧挂墙板）。 墙梁截面验算包括：正应力验算，剪应力验算， 整体稳定验算以及刚度验算。 柱间支撑的布置与计算。
柱间支撑作用：主要传递山墙传来的风荷载，
增加房屋整体刚度。
十字型支撑
八字型柱间支撑
八字型柱间支撑节点构造
节点板 圆管支撑
柱间支撑连接节点详图
柱
角钢支撑杆 节点板 节点板
角钢支撑杆
圆管支撑
圆管钢柱
柱间支撑节点构造 节点板
圆管支撑
扁钢连接件
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 退出工作，另一个斜拉杆承载。
剪应力验算
3Vx max x fv 4b0 t
y
3V y max 2h0 t
fv
f v --钢材的抗剪设计强度；
Vx max V y max --墙梁在x、y方向承担的剪力最大值；
b0 h0 --墙梁沿x、y方向的计算高度；
t
--墙梁壁厚。
整体稳定验算
对于单侧挂墙板的墙梁在背风风载时，尚需
1.竖向荷载—墙板自重和墙梁自重 2.水平荷载－风荷载
荷载组合
1.竖向荷载＋水平风荷载（迎风） 2.竖向荷载＋水平风荷载（背风）
1.6.3
墙梁内力计算
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 生的双弯扭力矩B（单侧挂墙板）。
在竖向荷载 q x 作用下，墙梁产生弯矩
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
体稳定验算以及刚度验算。
正应力验算
My Mx B f Wefnx Wefny W
Wefnx
－对主轴x的有效净截面抵抗矩 Wefny－对主轴y的有效净截面抵抗矩 W －截面的毛截面扇性抵抗矩。
的风荷载。
墙梁的截面主要是C型和Z型两种冷弯薄壁型钢 截面形式。
墙梁
岩棉保温材料
墙梁
墙梁支架
墙梁
窗洞支架
墙梁支架
1.6.1
墙梁的构造要求
通常墙梁的最大刚度平面在水平方向（槽口方 向向下），墙梁主要承担水平风荷载。
双侧挂板 风荷载 单侧挂板
x A qx
qy
风荷载
qx
A
x o y
y
o x (a)双侧挂墙板