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膜結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)在抗雪方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

時(shí)期:2024-01-05 10:57:06 點(diǎn)擊數(shù):11

 現(xiàn)僅就膜結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)在抗雪方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn),總結(jié)如下:

1.適當(dāng)增加設(shè)計(jì)雪荷載取值

膜結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)屋蓋較輕,屬于對(duì)雪荷載敏感的結(jié)構(gòu)。雪荷載經(jīng)常是控制荷載,極端雪荷載作用下容易造成結(jié)構(gòu)整體破壞,后果特別嚴(yán)重,基本雪壓應(yīng)適當(dāng)提高。按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB?50009的規(guī)定,對(duì)雪荷載敏感的結(jié)構(gòu),應(yīng)采用100年重現(xiàn)期的雪壓。威海地區(qū)為0.6KN/㎡(每平方米60公斤重),對(duì)于有外挑天溝或女兒墻等清雪困難的建筑,應(yīng)在此基礎(chǔ)上,適當(dāng)增加設(shè)計(jì)雪荷載取值。

2.采用能夠減少局部積雪的屋面形式

為減小雪災(zāi)事故,輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋宜采用單坡或雙坡屋面的形式,避免中間出現(xiàn)大范圍積雪區(qū)域;對(duì)高低跨屋面,宜采用較小的屋面坡度,防止高屋面上的雪,過多的漂移到低屋面上,從而導(dǎo)致局部堆積過厚;不設(shè)或減少女兒墻、屋面突出物等,以減低積雪危害。

3.計(jì)算應(yīng)考慮積雪分布情況

門式鋼架結(jié)構(gòu)超載能力差,設(shè)計(jì)主結(jié)構(gòu)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí),尤其要注意女兒墻附近,附房墻體附近,高低跨形成的高低屋面和多跨房屋內(nèi)天溝等處的堆雪荷載。設(shè)計(jì)門式剛架時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按照《門規(guī)》第4.3.2,4.3.3條要求,考慮積雪分布系數(shù),考慮雪的堆積和漂移荷載。對(duì)于屋面板和檁條,積雪分布系數(shù)應(yīng)按積雪不均勻分布的最不利情況采用;剛架斜梁應(yīng)按全跨積雪的均勻分布,不均勻分布和半跨積雪的均勻分布,進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)。

4.適當(dāng)減小門式剛架梁柱翼緣的寬厚比

《門規(guī)》第3.4.1條規(guī)定,主剛架構(gòu)件受壓板件中,工字型截面構(gòu)件受壓翼緣板自由外伸寬度與其厚度之比,不應(yīng)大于15εk(εk為鋼號(hào)修正系數(shù),其值為235與鋼材牌號(hào)中屈服點(diǎn)數(shù)值比值的平方根);第3.4.3條規(guī)定,當(dāng)?shù)卣鹱饔媒M合的效應(yīng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),工字型截面構(gòu)件受壓翼緣板自由外伸寬度與其厚度之比,不應(yīng)大于13εk。另根據(jù)《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》GB55002-2021第1.0.2條規(guī)定,抗震設(shè)防烈度6度及以上地區(qū)的各類新建,擴(kuò)建,改建建筑必須進(jìn)行抗震設(shè)防。針對(duì)威海地區(qū)降雪概率高,強(qiáng)度大的特點(diǎn),建議不是地震作用組合控制的結(jié)構(gòu),鋼柱及與鋼柱相連區(qū)段梁(塑性耗能區(qū))的寬厚比限值也按13εk(相當(dāng)于S3級(jí)或四級(jí)抗震的要求)考慮,以增加結(jié)構(gòu)延性,防止結(jié)構(gòu)整體垮塌。

5.外挑天溝設(shè)計(jì)荷載要考慮充分

寒冬天氣,天溝會(huì)因排水不暢而產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象,屋面的積雪滑落也會(huì)堆積在這里。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮外挑天溝處,高密度的冰雪荷載以及屋面清雪過程中,可能產(chǎn)生的動(dòng)力荷載影響。

6.剛架梁柱,抗風(fēng)柱增加隅撐設(shè)置,提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

剛架結(jié)構(gòu)的平面外穩(wěn)定直接影響結(jié)構(gòu)的承載能力,在屋面斜梁受壓區(qū)(檐口處和多跨屋脊處)應(yīng)加密隅撐設(shè)置。雙側(cè)設(shè)置的隅撐,在滿足支撐點(diǎn)位置,自身長(zhǎng)細(xì)比等要求的前提下,可以減小屋面斜梁的平面外計(jì)算長(zhǎng)度,提高穩(wěn)定性。同樣,在剛架柱,抗風(fēng)柱上設(shè)置隅撐也是提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的有效措施。這里需要注意的是,邊跨單側(cè)布置的隅撐應(yīng)充分考慮因檁條變形所傳遞的側(cè)推力影響。

7.給出屋面板的厚度和強(qiáng)度要求

如屋面板厚或強(qiáng)度不滿足要求,在雪荷載作用下,會(huì)引起屋面壓型鋼板板變形過大,卡扣脫開,密封開裂等,造成滲漏。《門規(guī)》第11.1.4條規(guī)定,采用彩色鍍層壓型鋼板的屋面及墻面板的基板力學(xué)性能應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用壓型鋼板》GB/T?12755的要求,基板屈服強(qiáng)度不應(yīng)小于350N/mm2,對(duì)扣合式連接板基板屈服強(qiáng)度不應(yīng)小于500N/mm2。在設(shè)計(jì)文件中應(yīng)予以明確。

8.基本風(fēng)壓應(yīng)放大1.1倍,風(fēng)荷載放大系數(shù)應(yīng)滿足《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001-2021的要求

暴風(fēng)雪天氣,風(fēng)雪荷載同時(shí)組合,是對(duì)結(jié)構(gòu)安全的更嚴(yán)峻考驗(yàn),風(fēng)荷載的正確取值至關(guān)重要?!堕T規(guī)》第4.2.1條風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式中的μw稱為風(fēng)荷載系數(shù),和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB?50009-2012中風(fēng)荷載體型系數(shù)μs有所區(qū)別。膜結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)屬于對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的結(jié)構(gòu),因此,計(jì)算主鋼架時(shí),β系數(shù)取1.1是對(duì)基本風(fēng)壓的適當(dāng)提高,并非風(fēng)荷載放大系數(shù),根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001-2012第4.6.5條規(guī)定,對(duì)主要受力結(jié)構(gòu)尚應(yīng)考慮不小于1.2的風(fēng)荷載放大系數(shù)?!堕T規(guī)》未對(duì)女兒墻的風(fēng)荷載系數(shù)做出規(guī)定,設(shè)計(jì)時(shí)可按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012中相應(yīng)的風(fēng)荷載體形系數(shù)進(jìn)行取值。女兒墻較高的門剛結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載計(jì)算宜按《門規(guī)》和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》包絡(luò)設(shè)計(jì)。

9.屋面檁條設(shè)置雙層拉條

為防止檁條失穩(wěn),檁條之間的拉條和撐桿應(yīng)設(shè)置在檁條的受壓部位,由于恒載和活載組合下檁條上部受壓,恒載和風(fēng)載組合下檁條下部受壓,需同時(shí)考慮這兩種工況,故應(yīng)采用雙層拉條體系,當(dāng)檁條下翼緣連接有內(nèi)襯板時(shí),該內(nèi)襯板可代替下層拉條體系的作用,可僅設(shè)上層拉條體系。雙層拉條除了能夠有效的增加檁條平面外穩(wěn)定外,還有利于雪災(zāi)后對(duì)變形檁條的調(diào)正恢復(fù)。

10.給出使用過程中及時(shí)清雪的要求,推薦采用融雪設(shè)計(jì)或清雪安全設(shè)施

積雪密度粗略可按150㎏/m3計(jì)算,根據(jù)威海地區(qū)百年一遇的基本雪壓60㎏/㎡可以算出,設(shè)計(jì)積雪厚度為40㎝。考慮到屋面檁條的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性,門式鋼架的屋面坡度一般較緩(1/8~1/20),因此即便是自由排水屋面的積雪也不容易自然滑落。當(dāng)屋面積雪大于設(shè)計(jì)厚度時(shí),便會(huì)存在安全隱患。因此設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況,在設(shè)計(jì)文件中給出及時(shí)清雪的要求。房屋采暖能夠有效減少積雪厚度,或者有針對(duì)性的對(duì)天溝等關(guān)鍵部位進(jìn)行融雪設(shè)計(jì),使得融化的雪水能夠暢通排下,減少局部冰凍堆積;屋面設(shè)計(jì)宜預(yù)先考慮人工清雪時(shí)安全繩的固定設(shè)施。


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