摘要

作者根據(jù)多個(gè)項(xiàng)目的理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。就輕鋼雨篷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從荷載取值、結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)計(jì)算等方面進(jìn)行定的探討、研究，供設(shè)計(jì)同行們參考

關(guān)鍵詞: 輕鋼雨篷，荷載，結(jié)構(gòu)計(jì)算

在我們接觸到的項(xiàng)目中，基本上每一個(gè)項(xiàng)目都需要設(shè)計(jì)雨篷，從雨篷所采用材料來分類，雨篷可劃分為多種形式，其鋼板鋼雨蓬更是由于其經(jīng)濟(jì)、適用跨度大等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)建筑中。本文特針對(duì)此種形式雨篷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做一定的探討、研究。

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)

1.1 主要設(shè)計(jì)規(guī)范

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009 - 2012

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017

《門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:2002

1.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件:

通常計(jì)算軟件采用中國建筑科學(xué)研究院PKPM CAD工程部鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算程序STS或其他鋼結(jié)構(gòu)軟件

1.3 結(jié)構(gòu)材質(zhì)

般采用Q235B或Q345鋼，具體材質(zhì)同主體結(jié)構(gòu)一致

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載

2.1恒荷載 主要指材料自重，包括彩鋼板、檀條、檀條支撐系統(tǒng)等的重量，一般為0.2 KN/m2。該荷載值應(yīng)根據(jù)實(shí)際材料自重取值，不可隨意放大，尤其是在風(fēng)荷載較大的地區(qū)。恒荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2，其中，當(dāng)風(fēng)吸力起控制作用時(shí)，恒荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取1.0。

2.2 活荷載 根據(jù)《門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:2002第3.2.2條，向均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取0.5 KN/m2?；詈奢d分項(xiàng)系數(shù)取1.4

2.3 雪荷載 基本雪壓大小根據(jù)建筑所處不同地區(qū)按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009 - 2001( 2006年版附錄D取值。其中需要特別強(qiáng)調(diào)的是，由于鋼雨篷一般均比所屬建筑物低，形成高低屋面，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009 - 2001( 2006年版 )第6.2.1條表6.2.1，低屋面一定范圍內(nèi)雪荷載應(yīng)考慮兩倍的基本雪壓，兩倍雪荷載范圍的確定規(guī)范有明確要求，此處不再描述。雪荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.4。

2.4 風(fēng)荷載 基本風(fēng)壓大小根據(jù)建筑所處不同地區(qū)按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009 - 2001(2006年版附錄D取值。其中對(duì)于風(fēng)荷載體型系數(shù)，荷載規(guī)范中并沒有相對(duì)應(yīng)的體型，僅在規(guī)范第7.3.3條中有一些說明，且參照規(guī)范中所列相近體型，任何情況下雨篷均只受風(fēng)吸力作用，而不受風(fēng)壓力作用，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中對(duì)風(fēng)荷載體型系數(shù)的取值也存在不同的觀點(diǎn)。綜合各家觀點(diǎn)，建議正風(fēng)壓時(shí)體型系數(shù)取0.6，負(fù)風(fēng)壓時(shí)體型系數(shù)取-2.0。風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.4。

當(dāng)上述各荷載參與荷載效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)遭循《門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:2002第3.2.5條所列原則。

3、鋼雨篷結(jié)構(gòu)形式及布置

3.1結(jié)構(gòu)形式

根據(jù)懸挑長度的不同，彩鋼板鋼雨篷主要分兩種形式，如圖一、二所示

圖一為純懸挑雨篷，雨篷懸挑長度一般不大于3米，雨篷梁與柱的連接為剛性連接，雨篷梁主要采用H型鋼當(dāng)雨篷懸挑長度小于2米時(shí)，雨篷梁也可采用C形冷彎型鋼

圖二為帶拉桿的雨篷，當(dāng)雨篷懸挑長度大于3米，宜采用此種形式，雨篷梁與柱的連接為較接連接，拉桿與柱及梁的連接也為較接連接，雨篷梁一般采用H型鋼，拉桿采用圓鋼管

3.2結(jié)構(gòu)布置

對(duì)于純懸挑雨篷，結(jié)構(gòu)布置較簡單，主要由雨篷梁及驚條組成，雨篷梁主要從柱上挑出，驚條一般布置在雨篷梁之間，見圖三所示。

對(duì)于帶拉桿的雨篷，結(jié)構(gòu)布置除雨篷梁、拉桿及驚條外，雨篷梁之間還應(yīng)布置支撐系統(tǒng)，尤其是當(dāng)雨篷長度大于6米時(shí)，支撐系統(tǒng)不宜省略。雨篷梁及拉桿通常布置在柱軸線上，拉桿與雨篷兩梁間的夾角宜取25~35°，檀條一般布置在雨篷梁上方，見圖四所示，檀條可按連續(xù)樟條設(shè)計(jì)。

4、鋼雨篷結(jié)構(gòu)計(jì)算

4.1構(gòu)件設(shè)計(jì)

對(duì)于彩鋼板鋼結(jié)構(gòu)雨篷的構(gòu)件，可根據(jù)《門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:2002進(jìn)行設(shè)計(jì)。

根據(jù)雨篷外觀效果及結(jié)構(gòu)安全的需要，雨篷梁截面高度通常取雨篷長度的1/15~1/20。對(duì)于雨篷拉桿，通常情況下，在風(fēng)荷載與恒荷載的組合作用下，拉桿處于受壓狀態(tài)，根據(jù)CECS102:2002第3.5.2條注釋3( GB50017-203第5.3.9條注釋5)，此拉桿長細(xì)比不宜大于250，考慮到拉桿在整個(gè)雨篷結(jié)構(gòu)安全中的重要位置，建議其長細(xì)比宜適當(dāng)減小，并預(yù)留一定的安全儲(chǔ)備。

4.2節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

純懸挑雨篷梁與柱的連接應(yīng)為剛性連接，可采用圖五所示連接形式，節(jié)點(diǎn)需承受彎距和剪力的作用。當(dāng)柱為鋼筋混凝土柱時(shí)，柱側(cè)應(yīng)預(yù)埋鋼板，該預(yù)埋鋼板應(yīng)按彎剪預(yù)埋件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

帶拉桿的雨篷梁與柱的連接一般為較接連接，可采用圖六所示連接形式，節(jié)點(diǎn)承受軸向力和剪力的作用。當(dāng)柱為鋼筋混凝土柱時(shí)，柱側(cè)應(yīng)預(yù)埋鋼板，該預(yù)埋鋼板應(yīng)按壓彎剪( 彎距為螺栓產(chǎn)生的附加彎距 )預(yù)埋件進(jìn)行設(shè)計(jì)。拉桿與柱及雨篷梁的連接也為較接連接，連接形式見圖七及圖八，節(jié)點(diǎn)主要承受軸向力的作用。當(dāng)柱為鋼筋混凝士柱時(shí)，柱側(cè)應(yīng)預(yù)埋鋼板，該預(yù)埋鋼板應(yīng)按拉剪預(yù)埋件進(jìn)行設(shè)計(jì).

考慮到現(xiàn)場施工質(zhì)量的不確定性，以及各節(jié)點(diǎn)在整個(gè)雨篷結(jié)構(gòu)中的重要性，建議節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留足夠的安全儲(chǔ)備。

4.3支撐設(shè)計(jì)

當(dāng)雨篷懸挑長度較大時(shí)(懸挑長度大于6m )，為保證雨管梁平面外的整體穩(wěn)定性，宜設(shè)置支撐系統(tǒng)，具體設(shè)置要求可參照《門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:2002中相關(guān)章節(jié)內(nèi)容

結(jié)束語

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，鋼雨篷作為建筑物的一份子，雖然其所占比重較小，但其安全性卻不容忽視，尤其是頻繁遭遇惡分氣候影響的地區(qū)，達(dá)到或超過荷載規(guī)范規(guī)定的雪荷載、風(fēng)荷載的情況時(shí)有發(fā)生,