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技師報於85年11月18日土木日創刊
新聞局出版事業登記證局版省報字第48號


中華民國九十九年七月三十一日

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總  主 筆:莊均緯
本期主筆:吳阿明
執行編撰:李惠華
文字記者:許素梅

談槽形鋼桁梁側向支撐設計

陳正平技師

一般廠房結構物迎風側牆面之圍梁,其斷面容許彎曲壓應力均以0.6Fy來設計,但根據Cold-Formed Steel Design Manual, AISI, 1990規範,C型輕型槽鋼受壓翼板當有充份側向支撐時(Compression Flange Braced Against Lateral Buckling),斷面容許彎曲壓應力方可訂為0.6Fy

實務上,圍梁要如何配置方可獲得上述之充分側向支撐?又金屬浪板是否能提供圍梁獲得前述要求之充分側向支撐?若能,要如何設置固定金屬浪板方可提供上述之充份側向支撐?

以上一連串的問題可由以下探討來說明。鋼梁承受載重時,其受壓翼板均須考慮無側向支撐長度對容許壓應力之影響,此項規定亦適用於承載牆面板及屋面板之桁梁與圍梁。在設計實務上圍梁一般均會與牆面板及吊桿同時存在,通常設計者都會充分利用各種組成構件之特性,參與力學上之貢獻,以達到節省用料之目的。以下幾種假設可視為圍梁於承受迎風面之風力時有充分之側向支撐:

牆面板及圍梁本身之重量及其所產生之向下撓度,均可降低向上挫屈之可能性。

設計吊桿(Sag Rod)時,除考慮牆面板及圍梁之自重外,若亦酌加各圍梁之挫屈載重(即整體翼板應力之百分之2以上),則該吊點可視為防止向下挫屈之支撐。

牆面板在板面內之勁度(見圖1)及牆面板之整體抗彎與抗剪強度甚大,均可假設為相當於提供一根圍梁之全跨內有12處之有效側向支撐。此外,牆面板頂端之吊梁及底端之矮牆,亦會有提供圍梁抵抗側向挫屈之功能。

綜合考量以上因素所得之圍梁之無側撐長度,用來計算結實斷面之桁條或圍梁受壓翼板之容許抗壓應力,通常均可大於0.6Fy。前述設計考量方式採行多年,尚未聞有產生破壞之案例。另外,固定金屬牆面浪板之方式,以採用自攻螺栓固定之效果較佳(見圖2及圖3)。至於背風側或承載風吸力時,則屋面板或牆面板之貢獻則不顯著,所幸背風側或承載風吸力時,其風壓係數較迎風面為小,因此在考慮無側撐之情況下,設計上尚無困難。以上建議僅供設計者參考。

圖1 牆面立面圖

 

圖2 牆面接頭詳細圖

 

圖3 屋面接頭詳細圖

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