母屋と壁ガート: 荷重の動作、セクション、および設計の詳細

建物のエンベロープにおける役割

鉄骨構造の建物では、母屋とガートは屋根と壁の外装を支える二次的な部材です。これらはメイン フレームほど目立ちませんが、建物外壁の完全性、安定性、長期的なパフォーマンスにとって非常に重要です。-

母屋はメインフレームに垂直に設置される水平部材で、屋根パネルを支え、屋根の荷重を垂木や梁に伝達します。壁ガートは、壁パネルを支持し、横方向の風荷重を柱または風柱に伝達する壁面上の水平部材です。これらは同じ C または Z プロファイル ファミリを共有する場合がありますが、場所と負荷環境によって決定される機能は根本的に異なります。

支配荷重と構造挙動

上記のたわみ制限は、GB 50018 や AISI ベースの設計ガイドなど、冷間成形鋼-の設計実務で一般的に採用されている値であり、プロジェクトの仕様と照らし合わせて確認する必要があります。-

母屋: 垂直荷重と風による揚力

母屋は主に垂直荷重 (屋根の死荷重、雪、建設荷重) に対して設計されています。外装材は隆起をほとんど抑制しないため、屋根に風が吸い込まれると母屋の底部フランジが圧縮される可能性があり、隆起ケースは強度チェックだけでなく安定性チェックにもなります。

壁ガート：水平風圧

壁のガートは、壁面に作用する水平方向の風圧と吸引力によって支配されます。荷重により水平方向の曲げモーメントとせん断力が発生しますが、壁パネルの垂直方向の重量は通常、それに比べてわずかです。風荷重ゾーンにより、ガートの間隔とセクションのサイズが決まります。

セクションの種類と構造の詳細

セクション

母屋は一般に Z{0}} セクションであり、これをサポート上に重ねて連続マルチスパン アクション、または C- セクションを形成します。溶接された H- セクションは長いスパンまたは重い荷重のために確保されています。壁面ガートは主に C セクションで、H- セクションは長い湾や強風地帯に使用されます。-より大きなスパンまたはより重い積雪には、垂直方向の曲げやせん断に耐えるために、より深いセクションとより厚いウェブが必要です。

膝ブレース

膝ブレースは、母屋下部フランジと梁下部フランジの間に取り付けられ、風による揚力による圧縮フランジを抑制します。この詳細は屋根システムの特徴であり、省略すると一般的な問題の原因となります。

サグロッド

サグロッドにより、部材の弱軸有効長が短くなります。{0}}通常、屋根は棟と軒の近くに斜めの棒を備えた 2 層構造を使用しますが、壁は 1 層構造を使用します。-斜めのサグロッドも、切妻の風荷重を屋根のブレースに伝達します。

開口部

開口部によって荷物の経路が遮断されるため、ドアや窓の周囲の壁の周囲を補強するか深くする必要があります。詳細がチェックされていない場合、これは現場での問題の原因となることがよくあります。

材質、防食、設置

材料

熱間圧延セクションとプレート セクションでは、一般に GB/T 700 および GB/T 1591 に基づく Q235 または Q355、または EN 10025-2 に基づく S235/S355 が使用されます。一方、プロジェクトが米国の慣例に従っている場合は ASTM A36 および A572 が使用されます。冷間成形された母屋およびガートは通常、AS/NZS 4600 に準拠した最小降伏強度 350 MPa および 550 MPa の G350 または G550 グレードの高強度ストリップ、または EN 10346 に準拠した同等の亜鉛被覆ストリップから作られます。-。

腐食防止

母屋に直接断熱材を敷くと湿気の多い工場では結露のリスクが生じるため、一般に母屋には壁ガートよりも高い防食性が必要です。 ISO 1461 に準拠した溶融亜鉛めっきと、プロジェクトの仕様および AS/NZS 4680 や EN 10346 などの規格に従って選択されたコーティング量を使用する溶融亜鉛めっきは、湿気の多い環境や腐食性の環境における標準的なアプローチです。-設計が必要な場合は、亜鉛-アルミニウム合金コーティングを施した金属-コーティングされたストリップも利用できます。

インストール手順

まず母屋、膝ブレース、タイロッド システムを設置して安定した空間ユニットを形成し、次に壁ガートを設置します。{0}壁ガートの平坦度は外壁パネルの平坦度を決定し、完成した建物を検査官が綿密にチェックする品質のシグナルとなります。

選択原則

荷重の優先順位: 部材の位置での支配荷重、屋根の垂直方向と隆起、壁の横風を特定します。これが選択と設計の出発点です。

体系的なアプローチ: 構造システム全体内のメンバーを考慮します。母屋は、膝ブレースと屋根ブレースを備えた安定したサブシステムを形成します。壁ガートは、風柱とサグロッドを備えた耐風性サブシステムを形成します。-

構造上の保証: ニーブレースとサグロッドを付属品ではなく、構造要素として扱います。多くの場合、これらの小さな詳細が全体の安定性と安全性を決定します。

経済合理性：安全性と機能に基づいて、CセクションとZセクションの連続ラッピング効果を使用するなど、スパンと荷重に応じて最も経済的なセクションタイプを選択します。

よくある質問

母屋とガートの違いは何ですか?母屋は金属屋根パネルを支え、垂直荷重と風による揚力を支えます。壁ガートは壁被覆材を支え、水平方向の風圧と吸引力を伝えます。名前は場所と支配的な荷重の方向を反映しています。

母屋は壁の梁として互換的に使用できますか?直接ではありません。どちらも C または Z プロファイルを使用しますが、エンジニアリング仕様は異なります。ゲージ、穴開けパターン、設計チェックは、部材が垂直重力および揚力に面しているか、または水平ウィンドシアに面しているかに基づいています。置換するには、新しい荷重方向のセクションを再チェックする必要があります。-

屋根では Z 断面が一般的で、壁では C 断面が一般的なのはなぜですか?Z- セクションにより、接合部での重なり合いが可能になり、屋根上で複数のスパンで連続的に動作できるようになり、垂直荷重下での効率が向上します。- -セクションでは、壁のすっきりとした面一のフレームと、水平荷重が支配するシンプルな接続の詳細が提供されます。

母屋垂木の接続部に膝ブレースが必要なのはなぜですか?{0}風による揚力により、母屋の底部フランジが圧縮され、座屈する可能性があります。膝ブレースはそのフランジを拘束し、荷重を垂木に伝達し、屋根システムの局所的な不安定を防ぎます。

母屋とガートにはどのような亜鉛コーティングが推奨されますか?コーティング量は、プロジェクトの環境と規格に従って指定する必要があります。たとえば、溶融亜鉛めっきの場合は ISO 1461、コーティングされたストリップの場合は EN 10346 / AS/NZS 4680 です。-湿気の多い環境や腐食性の環境では、通常、Z450 クラスなどのより高いコーティング質量が指定されており、結露しやすい屋根には外壁と同じ注意が必要です。{6}}

母屋とガートにはどのようなたわみ制限が適用されますか?冷間成形設計では、GB 50018 や AISI ベースのガイドに従って、天井のない屋根の場合は垂直方向に L/150、天井がある場合は L/200、壁ガートの場合は水平方向に L/150 が一般的です。-プロジェクト仕様により、より厳しい値が課される場合があります。