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
时：
参数说明： 为板件宽度； 为板件厚度； 为板件有效宽度；
为压应力分布不均匀系数，
：
为受压板件边缘的最大压应力，取正值；
为受压板件另一边缘的应力，以压应力为正，拉应力为负；
为计算系数，
，当
时，取
；
为板件受压区宽度，当
时，
；当
时，
；
为计算系数，
，其中 按下列要求确定：
对于压弯构件，最大压应力板件的 取钢材的强度设计值 ，其余板件的最大压应力按
※注：卷边角度 可近似按45°考虑。上文中由公式
计算所得的 角为 Z
型墙梁主轴夹角，但实际作用中，此主轴 Y 轴并不是水平方向，所以此刻有以下几种变换 方式： 1、我们可以利用截面原有的 X1、Y1轴进行截面参数计算，此时类似于 C 型墙梁的截面的
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轴线，风荷载沿 Y1轴方向，恒载沿 X1轴线方向。
当
时：
当
时：
（2）部分加劲板件（翼缘）
1）最大压应力作用于支承边（腹板侧）
当
时：
2）最大压应力作用于部分加劲边（卷边侧）
当
时：
注：当
时，计算 的各式按
时的计算值采用。
受压板件的板组约束系数 按下列公式计算：
当
时：
当
时：
其中：
参数说明： 为计算板件的宽度； 为与计算板件邻接的板件（不包含卷边加劲）的宽度，如果计算板件两边均有邻接板件时，
推算。例如在双向弯矩作用下按毛截面计算得出上翼缘1点为最大压应力位置，则此点取为
，其余的上翼缘的2点和下翼缘的3、4点均按实际毛截面压应力分布系数 ，由1点的 推算得出。 对于受弯构件及拉弯构件，板件最大压应力应由构件毛截面强度计算得出。
为板件受压稳定系数；
为板组约束系数，若不计相邻板件的约束作用，可取
2、第二种为直接采用上文中特征参数计算所得的主轴 X、Y，此时用户需根据主轴倾角 、
荷载实际作用方向，合理求解沿主轴 X、Y 的弯矩分量，其中包含恒载、风载等。
Z 型墙梁计算时，一定要注意弯矩与轴线的对应关系，切不可直接引用。下文中公式里参数
的轴线仍称为主轴，为更好的符合规范要求，我们建议采用第2种方式进行变换，也使其他
受弯构件： 参数说明： 为构件所受绕 X 轴弯矩作用；
为构件所受绕 Y 轴弯矩作用；
为对截面主轴 X 轴的有效截面模量；
为对截面主轴 Y 轴的有效截面模量；
为受弯构件的整体稳定系数，按下文给出的方法计算； 为与所取弯矩同一截面的双力矩，当受弯构件的受压翼缘上有铺板，且与受压翼缘牢固
连接并能阻止受压翼缘侧向变位和扭转时，
Z 型墙梁强度计算： 恒载、自重，为沿竖直方向；对风载为沿水平方向，考虑风吸和风压，注意弯矩与主轴的对 应关系，必要时需做变换。按受弯构件计算：
对于弯矩作用，需考虑构件自重、正负风压的方向性，并加以组合。针对型钢面外，拉条可 作为檩条的面外支承点考虑（8、32、90）。
参数说明： 为构件所受绕 X 轴弯矩作用； 为构件所受绕 Y 轴弯矩作用； 为对截面主轴 X 轴的有效净截面模量； 为对截面主轴 Y 轴的有效净截面模量；
算截面的截面特性数据（中和轴位置改变）。并根据实际荷载组合，在该组合作用下重新计 算截面四个角点的强度，并判断其是否满足要求。
荷载组合中按1.2恒+1.4正风压、1.2恒+1.4负风吸；当计算挠度时取最不利的两种组合，
并按标准值考虑，同时验算两个方向的挠度是否超限。注意檩条自重不可忽略。 注：各种组合中先判断出最不利组合之后进行计算，并根据所计算组合的当前状态下计算其 对应的有效截面。组合不同时，有效截面也不同。
注：当檩条材质为其他时，应根据相应的材料参数确定 、 值。
Z 型墙梁构件中受压板件有效宽厚比计算：
对于 Z 型墙梁，构件腹板为加劲板件，其支承边为内外翼缘；构件内外翼缘为部分加劲板 件，其支承边为腹板，部分加劲边为卷边。 板件的受拉部分按全部有效计。 受压板件有效宽厚比按下列公式计算：
当
时：
当
时：
当
处各设置一道拉条。拉条承担的墙体自重通过斜拉条传至承重柱或墙架柱，一般每隔5道拉 条设置一对斜拉条，以分段传递墙体自重。当墙板的竖向荷载有可靠途径直接传至地面或托 梁时，可不设置拉条。 圆钢拉条直径不宜小于10mm，所需截面面积应通过计算确定。 当外侧设有压型钢板的实腹式刚架柱的内侧翼缘受压时，可沿内侧翼缘设置成对的隅撑，作 为柱的侧向支承。隅撑的另一端连接在墙梁上。 外侧设有压型钢板的墙梁在风吸力作用下的稳定性，可按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规 程》 CECS102：2002附录 E 的规定计算。 墙梁设计时，不应考虑隅撑作为墙梁的支承点。 当墙梁仅支承压型钢板、瓦楞铁墙面时，其水平挠度限值为 L/150（轻钢结构仅压型钢板墙
Z 型墙梁稳定计算
当构件的受压板件受到墙面的约束作用，能阻止侧向失稳和扭转时，可不计算构件的稳定性； 当檩条在各种可能的荷载作用下，如果构件板件出现未被约束的受压板件，即需计算构件的 稳定性。受拉构件可不计算稳定性。 一般情况下，当墙梁外侧挂板时，且对外翼缘有约束作用时，仅需计算内侧翼缘受压时的稳 定性（即风吸力下）；当两侧都有挂板，且都有对翼缘约束作用时，可不计算整体稳定性； 当两侧均没有可以约束翼缘侧向失稳和扭转的可靠连接时，需计算风吸、风压两种情况下构 件的稳定性，要注意区分。
Z 型墙梁构件中受压板件有效宽度位置计算：
当受压板件的宽厚比大于前文中的有效宽厚比时，受压板件的有效截面应自截面的受压部分 按下图所示位置扣除其超出部分（图中不带斜线部分）来确定，截面的受拉部分全部有效。
上图中的 、 按下列规定计算： 对于加劲板件：
当
时：
，
当
时：
，
对于部分加劲板件及非加劲板件：
， 确定各板件在计算组合作用下的有效宽度及失效位置后，需根据实际截面的有效部分重新计
。
对于 Z 型墙梁，计算毛截面内外翼缘四个角点的正应力强度。由此可求压应力分布不均匀
系数，计算系数 、板件受压区宽度 ，在其他各参数已知的情况下，仅需计算板件受压 稳定系数 和板组约束系数 ，即可得到唯一未知的计算系数 ，并进一步计算出受压板
件的有效宽度 。
受压板件的稳定系数 按下列公式计算： （1）加劲板件（腹板）
注：Z 型墙梁为横向放置，且外翼缘卷边侧向下，注意坐标轴的变换。
图中 A 点为弯心，O 点为重心（上下翼缘等宽时，均位于腹板中心）。 毛截面面积： 对 X1轴毛截面惯性矩： 对 Y1轴毛截面惯性矩：
对 X 轴毛截面惯性矩： 对 Y 轴毛截面惯性矩： 计算截面模量时注意：翼缘上四个点的位置相对于 X、Y 轴的距离不一定相同，应分别计算。 当有效截面计算后，构件有效截面模量仍需根据新的中和轴位置重新计算。 毛截面抗扭惯性矩： 毛截面扇性惯性矩：
参数利用时，能更好的一一对应。 冷弯效应的强度设计值： 计算全截面有效的受拉、受压或受弯构件的强度，可采用考虑冷弯效应的强度设计值。对经 退火、焊接和热镀锌等热处理的冷弯薄壁型钢构件不得采用考虑冷弯效应的强度设计值。
全截面有效时，强度设计值 需用考虑冷弯效应的强度设计值 来代替。注：采用 时需 满足几个条件，即为构件为冷弯型钢；未经热处理；全截面有效。
面时可放大至 L/100）；当墙梁位于窗洞顶部时，其水平及竖向挠度限值为 L/200；当支承
砌体墙时，水平挠度限值为 L/180，且不大于50mm。当仅为压型钢板时，竖向挠度不得大
于10mm。
Z 型墙梁截面特性计算：
根据《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB50018-2002附录 B.2.9斜卷边 Z 形钢：
为对 X 轴的受压边缘毛截面模量； 为毛截面扇性惯性矩； 为对 Y 轴的毛截面惯性矩； 为扭转惯性矩。
如按上列公式算得的
，则应以 值代替 ， 值应按下式计算：
；当
为与所取弯矩同一截面的双力矩，当受弯构件的受压翼缘上有铺板，且与受压翼缘牢固
连接并能阻止受压翼缘侧向变位和扭转时，