讲讲钢结构雨篷设计的一些心得体会:
雨篷设计可能是钢结构设计中最简单的结构了,但是其实有很多时候也是大家最容易忽视的结构。4 c5 q* C9 U X. n$ G
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1.首先是结构体系:没有拉杆的雨篷计算的时候中间的次梁可以两端释放,这样比较安全,根部的支座反力是最.大的, 所以出埋件和预埋件采用这种建模方式做安全,有拉杆的雨篷如果不是每根主钢梁都拉的话,如果中间的次梁都是两端释放,那么拉杆就成了装饰拉杆,所以一般会在雨篷前端做一根通长的大梁,这样使拉杆可以起到作用。$ l5 L, A: W& A6 O' v9 K. I* }
建议对于中间断开的次梁都应该两端释放,通长的次梁可考虑钢接,使得拉杆起到作用。7 h) D# f# s: f' v( k
所以对于悬挑大的雨篷比如悬挑5~10米,我一定会设置一道通长的次梁,拉杆的长细比根据规范控制在250以内,这样悬挑再大都没有问题。千万不要认为中间断开的次梁可以钢接,这点真的很危险,可以看看正规的钢结构节点,主梁次梁是如何钢接的。还有就是悬挑大的雨篷——拉杆就是唯.一的结构保障了,所以可以适当减小长细比,还有要看好绘图员的螺栓连接节点,钢板的边距是否标明是2d,螺栓即使是双剪,也尽量按单剪考虑(因为螺栓很便宜),真的很重要,今年雪灾很多雨篷塌了都是拉杆螺栓断裂,还有就是拉杆的埋件注意会有附加弯矩。
2.然后就是荷载问题:自重荷载,施工荷载,雪荷载,风荷载。自重荷载不多说了;施工荷载一般可以加均布荷载0.5,也可以考虑在最不利位置加集中荷载1;雪荷载就是当地的基本雪压,但是要注意雪荷载有分布系数,雨篷一般在建筑侧边,所以类似高低屋面,分布系数是2,比如苏州的基本雪压是0.4,实际加荷载就是0.8(目前很少有计算书这样做),并且施工荷载和雪荷载不同时考虑,所以知道怎么做了吧;然后是风荷载,一直有听说有正风压之说,可是没有规范依据,所以我只加-2.0的风荷载,审图从来没有异议过,所以不知道网上那么多的正风压从何而来,为什么没人说自重是向上的呢?
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3.还有就是结构的美观,有的雨篷比如悬掉3米,没有拉杆,间距小的话计算出来可能120的钢管就够了,但是建议你画一个侧面整体视图,你会发现管子看上去很小,雨篷看上去会给人一种惊心动魄的感觉,所以雨篷的截面高度适当控制在1/15~1/20,这样是一个合理的美观尺寸,有安全感,又有安全储备。还有就是挠度,现在的幕墙规范只要求1/125,$ P# g: o& s5 Q# n. W7 a
这个数值实在太松了,实际悬掉5m可以下沉40mm,到现场就会发现挠度很大,但是又满足规范,大大影响美观,所以适当控制的严格一点,还是有好处的。
4.还有考虑到实际的施工质量:图纸上壁厚是6mm,实际施工可能只有5mm多点,施工方是不会帮你买国标的,所以应力比控制的严格一点是有道理的,还有就是埋件,有图纸会标注等强焊接,简单一句话,又不用加加劲肋,但是实际施工等强就意味着二级焊缝要探伤,实际对接焊接的最.小厚度是6mm,探伤也没法探,所以根部埋件还是按照角焊缝计算,考虑施工质量,再加一些加劲钢板,给些安全储备。
5.还有就是钢结构梁开孔,T型钢梁建议开孔一定要计算,真的很危险,H型钢就可以适当放宽一点,腹板毕竟只是是抗剪。4 q- I! O5 a6 r
6.还有就是不要认为混凝土强度是无限的,当你的雨篷计算结果根部反力很大时,要适时的和设计院沟通,避免混凝土梁破坏后发生雨篷倒塌。已经遇到很多次发现混凝土梁无法承受雨篷的荷载。这也是要注意的。
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7.还有要注意,如果主梁是方钢管而不是H型钢的话,要考虑拉杆的耳板焊接在方管的上翼缘,容易出现上翼缘钢板屈曲,所以要考虑增加加劲肋板,H型钢就没有问题了。' |,
设计雨蓬时应该主要考虑那些问题。4 e' W; `% H0 P0 d/ h' ]( x
1、材料
一定要采用钢化夹胶玻璃,最后采用顶片钢化+内片半钢化玻璃的夹胶的组合,办钢化玻璃也叫热增强玻璃,它的生产工艺与钢化玻璃相似,只是在急冷过程中的风压底于钢化玻璃的工艺标准。半钢化玻璃的表面应力在24~69Mpa之间,底于钢化玻璃的表面应力。所以,半钢化玻璃的强度和抗热冲击性能都略底于钢化玻璃,但相比普通玻璃要提高1~2倍,与钢化玻璃相比,半钢化玻璃的最.大优点是玻璃的平整性好,光畸变小,而且由于应力较底,不会产生自爆现象。半钢化玻璃破碎后,碎片类似普通玻璃,呈现贯通的裂纹,不会在玻璃中心部形成封闭状态的小碎片,也就不会从建筑物上掉下来,这一点对于雨蓬玻璃来说是十分重要的。所以内片半钢化玻璃更加安全,而且破化时玻璃不会下垂,不影响使用功能和美观,可以保证更换玻璃的时间。- m# J7 w+ T2 g3 C
2、结构
悬挑雨蓬风压取值按-2.0考虑。
挠度控制尽量严格,从影响人的视觉效果考虑。& }- r$ Z( G: {, @( c0 e& W
3、排水7 ﹨0 Y/ ~. b& M1 Y4 O% B4 z
汇水面积不是很大的雨蓬,可以考虑自由排水,这样建筑效果更加简洁、美观。: p2 X$ {$ p8 Y. a. z( o
4、拉杆设置4 j' `$ q3 W5 u( E2 r# m
悬挑3m雨蓬能采用固端连接,尽量采用,可以不设拉杆。3 q& Y4 |; I* W' l! C. b! b' K2 U
悬挑3m以上雨蓬尽量采用铰接,减少固端弯矩,建议必须设拉杆。. ^3 I6 z6 E! u# H# o
拉杆设置可以分两种:A、上下设细拉杆(受拉),例如φ12--16钢拉杆; B、上设拉管(受拉压),例如:φ68×4--φ121×7。
补充几点看法:
1.体型系数按2.0取值不当,应考虑正负风压共同作用,尽管规范中是按2.0进行取值,建议适当加大
2.除风载外还应考虑积雪积灰及积水等可能' B! [8 r4 {+ O+ ]* B$ _
3.选取合适的结构型式,此点极为关键7 X/ f( D; I' l6 b0 s. ?# H% N4 w
荷载组合
1)向上组合
1.4风荷载标准值-1.0恒载标准值
这里不能考虑活载和雪载
2)向下组合
活载起控制作用:1.2恒载标准值+1.4* Max{活载标准值,雪载标准值}
恒载起控制作用:1.35恒载标准值+1.4*0.7*Max{活载标准值,雪载标准值}
取上面两种组合的较大值。
虽然有些情况一眼就看出向上荷载起重要控制作用,但是,对于非双轴对称截面梁来说,向下组合可能会引起失稳问题。我举个例子,如果雨蓬主梁采用T型钢截面,向下组合可能导致T型梁腹板自由一侧失稳,向上组合则没有这个问题。