轻钢雨篷结构设计的探讨之建筑设计论文

　　摘要：笔者根据多个项目的理论与实践经验。就轻钢雨篷的结构设计从荷载取值、结构选型、结构计算等方面进行一定的探讨、研究，供设计同行们参考。
　　关键词：轻钢雨篷论文；荷载论文；结构计算
　　在我们接触到的项目中，基本上每一个项目都需要设计雨篷，从雨篷所采用材料来分类，雨篷可划分为多种形式，其中彩钢板钢雨蓬更是由于其经济、适用跨度大等优点被广泛应用于现代工业建筑中。本文特针对此种形式雨篷的结构设计做一定的探讨、研究。
　　1、结构设计依据论文
　　1.1主要设计规范：
　　《建筑结构荷载规范》GB50009－2001（2006年版）
　　《钢结构设计规范》GB500173-2003
　　《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002
　　1.2结构计算软件：
　　通常计算软件采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部钢结构计算程序STS或其他钢结构软件。
　　1.3结构材质：
　　一般采用Q235B或Q345钢，具体材质同主体结构一致。
　　2、结构设计荷载：
　　2.1恒荷载主要指材料自重，包括彩钢板、檩条、檩条支撑系统等的重量，一般为0.2KN/m2。该荷载值应根据实际材料自重取值，不可随意放大，尤其是在风荷载较大的地区。恒荷载分项系数取1.2，其中，当风吸力起控制作用时，恒荷载分项系数应取1.0。
　　2.2活荷载根据《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002第3.2.2条，竖向均布活荷载标准值取0.5KN/m2。活荷载分项系数取1.4论文。
　　2.3雪荷载基本雪压大小根据建筑所处不同地区按照《建筑结构荷载规范》GB50009－2001（2006年版）附录D取值。其中需要特别强调的是，由于钢雨篷一般均比所属建筑物低，形成高低屋面，根据《建筑结构荷载规范》GB50009－2001（2006年版）第6.2.1条表6.2.1，低屋面一定范围内雪荷载应考虑两倍的基本雪压，两倍雪荷载范围的确定规范有明确要求，此处不再描述。雪荷载分项系数取1.4。
　　2.4风荷载基本风压大小根据建筑所处不同地区按照《建筑结构荷载规范》GB50009－2001（2006年版）附录D取值。其中对于风荷载体型系数，荷载规范中并没有相对应的体型，仅在规范第7.3.3条中有一些说明，且参照规范中所列相近体型，任何情况下雨篷均只受风吸力作用，而不受风压力作用，在实际设计过程中对风荷载体型系数的取值也存在不同的观点。综合各家观点，建议正风压时体型系数取0.6；负风压时体型系数取-2.0。风荷载分项系数取1.4。
　　当上述各荷载参与荷载效应组合时，应遵循《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002第3.2.5条所列原则。
　　3、钢雨篷结构形式及布置论文
　　3.1结构形式
　　根据悬挑长度的不同，彩钢板钢雨篷主要分两种形式，如图一、二所示。
　　图一为纯悬挑雨篷，雨篷悬挑长度一般不大于3米，雨篷梁与柱的连接为刚性连接，雨篷梁主要采用H型钢，当雨篷悬挑长度小于2米时，雨篷梁也可采用C形冷弯型钢。
　　图二为带拉杆的雨篷，当雨篷悬挑长度大于3米，宜采用此种形式，雨篷梁与柱的连接为铰接连接，拉杆与柱及梁的连接也为铰接连接，雨篷梁一般采用H型钢，拉杆采用圆钢管。
　　3.2结构布置
　　对于纯悬挑雨篷，结构布置较简单，主要由雨篷梁及檩条组成，雨篷梁主要从柱上挑出，檩条一般布置在雨篷梁之间，见图三所示。
　　对于带拉杆的雨篷，结构布置除雨篷梁、拉杆及檩条外，雨篷梁之间还应布置支撑系统，尤其是当雨篷长度大于6米时，支撑系统不宜省略。雨篷梁及拉杆通常布置在柱轴线上，拉杆与雨篷两梁间的夹角宜取25~35°，檩条一般布置在雨篷梁上方，见图四所示，檩条可按连续檩条设计。
　　
　　4、钢雨篷结构计算
　　4.1构件设计
　　对于彩钢板钢结构雨篷的构件，可根据《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002进行设计。
　　根据雨篷外观效果及结构安全的需要，雨篷梁截面高度通常取雨篷长度的1/15~1/20。对于雨篷拉杆，通常情况下，在风荷载与恒荷载的组合作用下，拉杆处于受压状态，根据CECS102:2002第3.5.2条注释3（GB50017-203第5.3.9条注释5），此拉杆长细比不宜大于250，考虑到拉杆在整个雨篷结构安全中的重要位置，建议其长细比宜适当减小，并预留一定的安全储备。
　　4.2节点设计论文
　　纯悬挑雨篷梁与柱的连接应为刚性连接，可采用图五所示连接形式，节点需承受弯距和剪力的作用。当柱为钢筋混凝土柱时，柱侧应预埋钢板，该预埋钢板应按弯剪预埋件进行设计。
　　
　　带拉杆的雨篷梁与柱的连接一般为铰接连接，可采用图六所示连接形式，节点承受轴向力和剪力的作用。当柱为钢筋混凝土柱时，柱侧应预埋钢板，该预埋钢板应按压弯剪（弯距为螺栓产生的附加弯距）预埋件进行设计。拉杆与柱及雨篷梁的连接也为铰接连接，连接形式见图七及图八，节点主要承受轴向力的作用。当柱为钢筋混凝土柱时，柱侧应预埋钢板，该预埋钢板应按拉剪预埋件进行设计。
　　
　　
　　考虑到现场施工质量的不确定性，以及各节点在整个雨篷结构中的重要性，建议节点设计时预留足够的安全储备。
　　4.3支撑设计
　　当雨篷悬挑长度较大时（悬挑长度大于6m），为保证雨篷梁平面外的整体稳定性，宜设置支撑系统，具体设置要求可参照《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中相关章节内容。
　　5、结束语
　　在结构设计中，钢雨篷作为建筑物的一份子，虽然其所占比重较小，但其安全性却不容忽视，尤其是频繁遭遇恶劣气候影响的地区，达到或超过荷载规范规定的雪荷载、风荷载的情况时有发生。

《轻钢雨篷结构设计的探讨之建筑设计论文》

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