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墙梁设计

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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FQ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m5.1，墙梁跨中设置一道拉条。

初选截面5.22070200C，如图2-13所示。

yyxx0yy000xA70202.5200

图2-13 墙梁截面

截面特性为：

42411640413min3max4340275.12914.155,0041.0,18.4376,1871.0,89.409.92,25.11,18.28,50.2,27.5682.53,74.7,21.538,000.2,98.8cmWcmWcmkcmIcmIcmecmIcmWcmWcmicmIcmWicmIcmxcmAwwwtyyyyyxxx

3.2 荷载计算

3.2.1永久荷载

墙体自重 2115.0mkN转化成线荷载 mkNqx1725.05.1115.0/

墙梁 mkg05.7 转化成线荷载 mkNqx07.08.905.7//

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

2048.060.00.18.00.1mkNzszk

（2） 背风面

2030.060.00.1)5.0(0.1mkNzszk

3.2.3 荷载设计值

竖向线荷载 mkNqqqxxk2425.007.01725.0///

竖向荷载设计值 mkNqx291.02425.02.1

迎风荷载设计值 mkNqy008.15.148.04.11

背风荷载设计值 mkNqy63.05.1)30.0(4.12

qxxqyqxee0

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）1yxqq ， （2）2yxqq

3.3 内力计算

3.3.1竖向荷载xq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2-15

M1q2M2Mx

图2-15竖向荷载作用到墙梁时的计算简图

mkNlqMx327.06291.0321321221

mkNlqMx164.06291.0641641222

故竖向荷载xq产生的最大弯矩maxyM为：mkNMy327.0max

3.3.2水平荷载yq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

qy3M

图2-16水平荷载作用到墙梁时的计算简图

mkNlqMy536.46008.181812213

mkNlqMy835.26)63.0(8181222/3

mkNMx536.4max

3.3.3 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

kNV091.16291.0625.0max

如图2-16，在水平荷载作用下，支座最大剪力为

迎风：kNVy024.36008.15.01

背风：kNVy89.16)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xq及水平风荷载yq的作用线均不通过截面弯心，需考虑双力矩的影响。计算双力矩时，按跨中无支撑的简支梁计算。荷载作用简图如图2-14所示。

1141.00041.0mcmk，46.2641.0kl，15.01.005.0xe

cmbxee39.620.700.289.4200/0

kNeqeqqeyxx09.00639.0008.115.01725.0/01/

查得5.7

迎风面墙梁跨中最大双力矩

222max243.0609.05.701.001.0mkNqelB

背风面墙梁跨中最大双力矩

背风时kNeqeqqeyxx0144.00639.063.015.01725.0/02/

222/max039.060144.05.701.001.0mkNqelB

由双力矩引起正应力符号压应力为正，拉应力为负。如图2-17所示。

4321

图2-17 双力矩maxB，/maxB引起的应力符号图

3.4 截面验算

3.4.1 有效截面计算

按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》第5.6.8条不考虑双力矩，按毛截面计算截面角点处正应力

4321

（a）maxxM

1234

（b）maxyM

图2-18maxxMmaxyM引起的正应力符号图

23636max188.9560.1128.841018.2810327.01082.5310536.4mmNWMWMyyxx23636min221.5507.2928.841025.1110327.01082.5310536.4mmNWMWMyyxx

23636max368.7260.1128.841018.2810327.01082.5310536.4mmNWMWMyyxx23636min435.11307.2928.841025.1110327.01082.5310536.4mmNWMWMyyxx

1） 受压板件的稳定系数

板件3—4

3—4为部分加劲板件，压应力分布不均匀系数

641.035.11368.72maxmin，

minmax,——分别为受压板件边缘最大压应力和另一边缘的应力。

由于最大压应力作用在部分加劲边，并且1641.0，所以单板受压稳定系数为：027.1045.022.015.12k

板件1—3

1—3为加劲板件，压应力分布不均匀系数 168.7288.95maxmin，取1，

故86.2378.929.68.72k

2） 受压板件有效宽度

板件3—4

593.086.23027.170200ckkbc

c——计算板件相邻的板件宽度，b——计算板件的宽度。

受压板件的板组约束系数为4.230.1593.0111k，取1k=1.30

554.135.113027.130.120520511kk，

054.1641.015.015.115.015.1

5.29554.1054.11818285.270tb

所以3—4板件全截面有效。

1—3板件

1—3为加劲板件，板件受压屈曲系数为86.23k，相邻板件的受压屈曲系数为027.1ck，对于腹板，mmcmmb70,200，

1.1687.1027.186.2320070ckkbc

故板组约束系数 457.005.0687.193.011.005.093.011.0221k

55.568.72457.086.2320520511kk

01，故取15.1，100)1(12001bbc

腹板的有效宽度：

9.11455.515.11818805.2200tb，故全截面有效。

3.4.2 有效截面模量 腹板截面有一10拉条（拉条采用235Q钢）连接孔（孔径mmd11，距下翼缘边缘65mm），所以腹板的扣除面积宽度按11mm计算

xxyyxx11yy111aa2113565

图2-19有效截面示意图

25.870115.2898mmAn

mmx1.1015.870655.21122008981

mma1.11001.1011

6622411034.5)1.135(331.18981021.538mmInx

4462,11040.51.11001034.5mmWnx，4464,31028.51.11001034.5mmWnx

mmy97.485.870)25.270(33)0.2070(8981

mma03.197.480.20702

4522411051.5)03.125.20.20(3303.18981027.56mmIny

4453,11062.203.10.201051.5mmWny4454,210125.103.10.20701051.5mmWny 3.4.3 强度验算

（1） 正应力验算

由公式fWBWMWMyyxx计算，

22494646130011.25363.15648.12841014.15510243.01062.210327.01040.510536.4mmNfmmNWBWMWMyyxx

224946462230035.13228.18707.29841075.12910243.010125.110327.01040.510536.4mmNfmmNWBWMWMyyxx

22494646330006.23063.15648.1291.851014.15510243.01062.210327.01028.510536.4mmNfmmNWBWMWMyyxx

22494646243003.7228.18707.2991.851075.12910243.010125.110327.01028.510536.4mmNfmmNWBWMWMyyxx

（2） 剪应力验算

mmb655.22700，mmh19525.22000

2230180035.55.265410091.1343mmNfmmNtbVvxnaxx

223018086.95.2195210024.3323mmNfmmNthVvynaxy

3.4.4 稳定性验算

不考虑孔径对腹板截面削弱，均按毛截面计算。受弯构件的整体稳定系数查表计算，永久荷载与风吸力组合下使下翼缘受压，

查表得：跨中无侧向支撑 0.1b，13.11，46.02

mmbxeea9.632700.209.48200，294.02009.6346.0222hea

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墙梁

墙梁

墙梁

墙梁 wall beam

由钢筋混凝土托梁和梁上计算高度范围内的砌体墙组成的组合构件

包括简支墙梁\连续墙梁和框支墙梁

墙梁是由托梁与其上部计算范围内的墙体的组成体。在计算中，墙梁要考虑到托梁以上墙体对结构的影响，要计算墙体对托梁刚度的有利影响。所以，在实际工程中。按墙梁计算的托梁配筋比没有考虑墙梁作用的托梁配筋要少。不过墙梁的计算比较繁琐，所用规范比较复杂，在现在的设计里，多不按墙梁计算。

墙梁的受力特点与破坏形态

1.简支无洞口墙梁

墙梁是由墙和托梁组合而成.当托梁及其上的墙体达到一定强度后.它们两者就能共同工作,在裂缝出现前,如同钢筋混凝土和砖砌体两种材料组成的深梁.根据用有限单元法分析.当墙体无洞口时,主压应力都指向支座,墙梁形成拱作用,托梁主要受拉,这与一般受弯构件情况不同.根据试验研究,影响墙梁破坏形态的因素较多,如砌体高跨比(hw/l0),托梁高跨比(hh/l0),砌体的抗压强度设计值(f),混凝土的轴心抗压强度设计值(fc),托梁的纵向受力钢筋配筋率(ρ),加荷方式,墙体开洞情况以及有无纵向翼墙等.由于这些因素的不同,将发生下述几种破坏形态.

(1)弯曲破坏

当托梁中的配筋较少,而砌体强度却相对较高,且hw/lo亦较小时,则一般先在跨中出现竖向裂缝.随着荷载的增加,竖向裂缝穿过托粱和墙体界面,迅速上升,最后托梁的下部和上部主筋先后达到屈服,墙梁沿跨中垂直截面发生弯曲破坏.

(2)剪切破坏

当托梁中配筋较多,而砌体强度却相对较低,且hw/lo适中时,易在支座上部的砌体中由于主拉或主压应力引起斜裂缝,导致砌体的剪切破坏.由于影响因素的变化,剪砌破坏形态有以下几种:

1)斜拉破坏

当hw/lo 0.35～0.4,或集中荷载作用剪跨比(hw/lo)较小时,支座附近的砌体中主压应力,超过抗压强度而产生沿斜向的斜压破坏.这种破坏裂缝较多且穿过砖和灰缝,裂缝倾角一般在550～600以上,破坏时有被压碎的砌体碎屑,其极限承载力较大.

砌体结构设计规范(圈梁、过梁、墙梁及挑梁、墙梁)

砌体结构设计规范(圈梁、过梁、墙梁及挑梁、墙梁)

砌体结构设计规范·圈梁、过梁、墙梁及挑梁·墙梁

7.3.1 墙梁包括简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁。可划分为承重墙梁和自承重墙梁。

7.3.2 采用烧结普通砖和烧结多孔砖砌体和配筋砌体的墙梁设计应符合表7.3.2的规定。墙梁计算高度范围内每跨允许设置一个洞口；洞口边至支座中心的距离αi，距边支座不应小于0.15loi，距中支座不应小于0.07loi。对多层房屋的墙梁，各层洞口宜设置在相同位置，并宜上、下对齐。

表7.3.2 墙梁的一般规定

注：1 采用混凝土小型砌块砌体的墙梁可参照使用；

2 墙体总高度指托梁顶面到檐口的高度，带阁楼的坡屋面应算到山尖墙1/2高度处；

3 对自承重墙梁，洞口至边支座中心的距离不宜小于0.1l0i，门窗洞上口至墙顶的距离不应小于0.5m；

4 hw—墙体计算高度，按本规范第7.3.3条取用；

hb—托梁截面高度；

l0i—墙梁计算跨度，按本规范第7.3.3条取用； bh—洞口宽度；

hh—洞口高度，对窗洞顶至托梁顶面距离。

7.3.3 墙梁的计算简图应按图7.3.3采用。各计算参数应按下列规定取用:

1) 墙梁计算跨度l0(loi)，对简支墙梁和连续墙梁取1.1ln(1.1lni)或lc(lci)两者的较小值；ln(lni)为净跨，lc(lci)为支座中心线距离。对框支墙梁，取框架柱中心线间的距离lc(lci)；

2) 墙体计算高度hw，取托梁顶面上一层墙体高度，当hw>l0时，取hw=l0(对连续墙梁和多跨框支墙梁，l0取各跨的平均值)；

3) 墙梁跨中截面计算高度H0，取H0=hw+0.5hb；

4) 翼墙计算宽度bf，取窗间墙宽度或横墙间距的2/3，且每边不大于3.5h(h为墙体厚度)和l0/6；

5) 框架柱计算高度Hc，取Hc=Hcn+0.5hb；Hcn为框架柱的净高，取基础顶面至托梁底面的距离。

7.3.4 墙梁的计算荷载，应按下列规定采用:

1 使用阶段墙梁上的荷载

檩条墙梁设计指南

檩条墙梁设计指南

墙梁檩条设计指南

中机六院第一工程所——结构组 1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》） 墙梁檩条设计指南

厂房钢墙梁设计

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。