轻 钢 雨 篷 的钢架计算对设计师的结构设计水平要求较高。因为一旦雨篷出现问题,发生事故,可能会产生严重的后果(雨篷安全事故案例中可以看到,整体倾覆事故较多犀牛配资,悬挑钢梁或者拉杆的支座破坏)。
尤其是大型雨篷:悬挑尺寸大,跨度大,悬挑根部受力大,需要采用专业结构计算软件建模计算(如3D3S、Sap2000、Midas等)。杆件的承载力、挠度、稳定性都应进行计算,并结合建筑效果要求、造价控制等条件考虑合适的结构方案。
除了计算钢架构件本身之外,还应计算悬挑构件的根部节点,包括焊缝、埋件等;有拉杆雨篷还应计算拉杆强度(当负风压较大,与其他荷载组合后拉杆可能受压的,还应考虑拉杆受压稳定性计算)、耳板连接焊缝、拉杆埋件、耳板壁厚承压、销轴抗剪等;有压杆支撑的雨篷还应重点复核压杆稳定计算。面板的计算相对简单,无论是玻璃还是铝板等。
目前行业内,从业的幕墙设计师对结构计算的掌握水平参差不齐,简单小悬挑雨篷采用常规幕墙计算软件可以解决。但大型复杂雨篷需要考虑的情况更多,强烈建议由结构设计水平较高的设计师计算复核。否则有些荷载容易疏漏,荷载组合计算也容易出错(在很多项目的幕墙专项安全论证中,发现计算书存在问题较多,荷载考虑不全面或者荷载组合缺漏、支座节点计算缺失或错误等)。
图片
↑ 某建筑的雨篷倒塌,初步判断拉杆支座破坏,目测耳板焊接的焊缝失效断裂(耳板为垂直设置,拉杆轴线和耳板与钢梁连接点未在同一受力线上),悬挑钢梁根部尚有连接。图片来自网络,侵删。
本期先讨论雨篷计算需要考虑的主要荷载和作用。
不过,在说雨篷荷载作用之前,先说一说“雨篷”这个词。
在平常用词中我们经常能看到“雨篷”、“雨棚”、“雨蓬”等三种。那么到底哪个才是对的呢?
首先来看几个名词解释(以下内容来自百度百科搜索):
篷:遮蔽日光、风、雨的设备,用竹木、苇席或帆布等制成(多指车船上用的):船~。~窗(帆船窗户)。敞~儿汽车。把~撑起来。
船帆:扯起~来。
蓬:飞蓬,二年生草本植物。叶像柳叶,边缘有齿,瘦果上有白色刺毛。
松散;杂乱:~头垢面。
棚:遮蔽太阳或风雨的设备,用竹木等搭架子,上面覆盖草席等:天~。凉~。在园子里搭一个~。
简陋的房屋:牲口~。工~。碾~。
天花板:顶~。糊~。
由此可见,用在雨篷这里的应该是竹字头的篷,不应该是草字头的蓬;而“棚”则是相对独立存在的棚子,有柱子支撑。
再看一下标准规范中对雨篷一词的建筑术语描述:
图片
图片
图片
图片
图片
所以,专业术语中只有“雨篷”,并没有“雨蓬”一词,只是很多时候混用习惯了。而“雨棚”虽未见专业术语,但用于表述有独立柱子支撑的有柱雨篷,倒也不能说有什么错误,毕竟也属于一种棚子。
欣赏一些漂亮的雨篷——
图片
图片
↑ 无柱雨篷(无拉杆),图片来自网络
图片
↑ 有柱雨篷,图片来自网络
图片
↑ 有拉杆雨篷,图片来自网络
图片
↑有压杆雨篷,图片来自网络
分享:【项目实景】建筑入口雨棚案例素材参考
言归正传。
雨 篷 的 荷 载 和 作 用 要 考 虑 哪 些 ? 犀牛配资
一、永久荷载
即自重。
包括雨篷自身的所有龙骨(钢龙骨或者铝龙骨或者玻璃肋梁等)、顶面及天花面的面板(玻璃或者铝板或者钢板或者金属格栅)和固定五金配件、内部附加的降噪隔音或者防水构造层、天花面因造型需求附加的灯具或其他装饰物、雨篷上方可能会安装的标识LOGO等。
应按实际情况计算并在结构模型中输入相应的面荷载、线荷载、点荷载。
二、可变荷载
包括风荷载、活荷载、积灰荷载、雪荷载、检修荷载。
① 风荷载
对于顶面和天花面而言,包括竖向的正风压与负风压。
竖向正风压局部体型系数μsl-取值为1.0~1.4;竖向负风压局部体型系数μsl+取值为-2.0。
图片
↑ 《DB33T 1240-2021 浙江省建筑幕墙工程技术标准》相关条文截图
基本风压根据实际情况确定,常规情况按照50年重现期取值即可。特殊要求可根据建筑结构设计要求或根据风洞试验结果确定。且不应小于0.3KN/㎡。
图片
↑ 《GB 55001- 2021 工程结构通用规范》相关条文截图
地面粗糙度ABCD类,确定风压高度变化系数μz;确定阵风系数βgz/放大系数1+0.7/√μz,取两者较大值(除A类地区βgz会小于1+0.7/√μz外,其他BCD类均为βgz更大)。
地形修正系数K1,主要考虑是否位于山体附近,山脚、山坡、山顶、盆地、山谷谷口等,常规平原地区均按1.0考虑;
风向影响系数K2,常规情况按照1.0考虑;
如果大型有柱雨篷,整体厚度较大,则应考虑水平向风荷载。参考幕墙立面风荷载局部体型系数μsl,可取为+1.2和-1.6。雨篷平面内应设置水平斜向支撑,提升侧向刚度,提高雨篷钢架平面内稳定性。
风荷载标准值Wk计算根据最新工程结构设计通用规范中要求:
Wk=w0基本风压*βgz阵风系数/放大系数*μz风压高度变化系数*μsl局部体形系数*K1地形修正系数*K2风向影响系数。
并要求负风压标准值≥1.0KN/㎡,正风压标准值≥0.5KN/㎡。
图片
↑ 《JGJ 255-2012 采光顶与金属屋面技术规程》相关条文截图
图片
↑ 《DB33T 1240-2021 浙江省建筑幕墙工程技术标准》相关条文截图
② 活荷载
常规情况按照不上人屋面取值为0.5KN/㎡。
如为上人屋面,则玻璃雨篷应按照地板玻璃设计面板,且活荷载应考虑为2.0KN/㎡。
图片
↑ 《GB 55001- 2021 工程结构通用规范》相关条文截图
当雨篷为有组织排水的时,应考虑可能产生的水沟积水荷载。最不利情况为水沟满载溢出,根据水沟截面和水的容重计算线荷载。
图片
↑ 《GB 55001- 2021 工程结构通用规范》相关条文截图
② 积灰荷载
有大量排灰的厂房和邻近建筑,雨篷顶面容易积灰且厚度较大。
具体数据根据实际情况,按照荷载规范中相关要求取值。
积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑!工业厂房或周边建筑设计时应注意复核,常规民用建筑无需考虑该荷载。
图片
↑ 《GB 50009-2012 建筑结构荷载规范》相关条文截图
③ 雪荷载
轻钢雨篷需考虑是否为雪荷载敏感结构。
若是,则应按照100年重现期取基本雪压。
并且雨篷都位于出入口上方,上部还有建筑立面,需按照建筑结构荷载规范考虑积雪分布系数μsr,常规情况下,高低屋面积雪分布系数取为2.0。如雨篷尺寸较大或造型复杂,还应结合实际情况考虑雪荷载不均匀分布情况。
假设杭州上城区项目,50年重现期基本雪压为0.45KN/㎡,100年重现期则为0.50KN/㎡。考虑2.0积雪分布系数,雪荷载应取为1.0KN/㎡。
活荷载与雪荷载按较大值取用。如活载为0.5,雪载为1.0,则取为1.0,不重复组合计算。
图片
图片
↑ 《GB 55001- 2021 工程结构通用规范》相关条文截图
图片
图片
图片
图片
↑ 《TCECS 796-2020 屋面结构雪荷载设计标准》相关条文截图
个 人 分 析 :
☆假设 1——杭州地区某项目,雨篷为轻钢龙骨铝板雨篷,上下面板均为铝单板,板厚3.0mm,顶板背衬25mm厚降噪隔音棉板,全部自重大约为0.003*2*28+0.025*1+0.22龙骨自重=0.413KN/㎡。50年重现期基本雪压0.45KN/㎡,积雪分布系数2.0,则雪荷载标准值为0.9KN/㎡。(0.9-0.413)/0.413=1.18,即雪荷载标准值超过自重标准值的118%,远超40%,则该雨篷即为雪荷载敏感结构。
☆假设 2——杭州地区某项目,雨篷为轻钢龙骨玻璃雨篷,面板为8+1.52PVB+8mm夹层玻璃,全部自重大约为0.016*25.6+0.22龙骨自重=0.63KN/㎡。50年重现期基本雪压0.45KN/㎡,积雪分布系数2.0,则雪荷载标准值为0.9KN/㎡。(0.9-0.63)/0.63=0.428,即雪荷载标准值超过自重标准值的42.8%,超过40%,则该雨篷即为雪荷载敏感结构。
☆假设 3——宁波地区某项目,雨篷为轻钢龙骨玻璃雨篷,面板为8+1.52PVB+8夹层玻璃,全部自重大约为0.016*25.6+0.22龙骨自重=0.63KN/㎡。50年重现期基本雪压0.35KN/㎡,积雪分布系数2.0,则雪荷载标准值为0.7KN/㎡。(0.7-0.63)/0.63=0.111,即雪荷载标准值超过自重标准值的11.1%,未超过40%,则该雨篷可不作为雪荷载敏感结构。
但根据实际项目经验,审图时一般都会要求轻钢雨篷按照雪荷载敏感结构考虑雪荷载。
④ 检修荷载
按照建筑结构荷载规范要求,悬挑雨篷应考虑1.0KN的集中荷载,间隔1米布置一个,且应布置于最不利位置(一般设置于雨篷最远端边梁跨中,间距小于1米控制)。
图片
↑ 《GB 55001- 2021 工程结构通用规范》相关条文截图
三、地震作用
地震有水平地震和竖向地震两种。
悬挑尺寸较小的雨篷一般只考虑水平地震作用。如悬挑尺寸较大,则应考虑竖向地震作用。保守起见,无论悬挑多大,水平地震和竖向地震均考虑,荷载组合中分别进行组合,还应有水平地震和竖向地震同时组合的情况。详下一期犀牛配资分析。
结合工程经验,常规情况下,悬挑较小的雨篷,即使考虑竖向地震,也不会起控制作用。所以同时考虑也不会有什么影响。
而悬挑较大的雨篷,如超过5米,则竖向地震参与的组合可能会起控制作用。
图片
图片
↑ 《JGJ 255-2012 采光顶与金属屋面技术规程》相关条文截图图片
↑ 《DB33T 1240-2021 浙江省建筑幕墙工程技术标准》相关条文截图
小 结
本期关于雨篷的用词和雨篷的荷载和作用做了简单分析。
计算时注意荷载不能缺漏。
自重计算应按实际情况考虑全面,某些特殊雨篷的特殊构造面层和装饰物不应遗漏;风荷载应考虑正负风压不同体型系数,顶面、天花面和侧面不能疏忽;雪荷载应确定基本雪压数据,是否需要按照100年重现期取值,即复核是否属于雪荷载敏感结构(目前审图情况来看,基本都要求按照雪荷载敏感结构计算轻钢雨篷),积雪分布系数μsr的取值应复核清楚。活荷载与雪荷载按较大值取用,注意是否要求按上人屋面设计。积灰荷载主要考虑建筑是否位于排灰量较大的厂区及周边,且应与活载和雪载的较大值同时考虑;地震作用应注意雨篷悬挑长度,竖向地震不可忽视。检修荷载应注意为集中力,1KN,最不利位置间隔1米布置,并非1KN/m线荷载!不可混淆。检修施工人员上去为集中荷载,且线荷载对构件计算更有利,集中荷载更不利。下一期,将分析讨论雨篷荷载、作用的组合计算主要有哪些。
本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报。联丰优配提示:文章来自网络,不代表本站观点。