設(shè)計(jì)雨蓬時(shí)應(yīng)該考慮那些問題

雨蓬的設(shè)計(jì)是一個(gè)很寬的話題,，結(jié)構(gòu)布置,、截面選擇,、支座條件、荷載計(jì)算及組合,、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造,、排水等等，很難全講清楚,。根據(jù)本人多年來對(duì)雨蓬的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和參考其他同行們的設(shè)計(jì)實(shí)例,，我主要針對(duì)非獨(dú)立雨蓬的設(shè)計(jì)表達(dá)一下自己的觀點(diǎn)。

1,、荷載計(jì)算

雨蓬的荷載主要包括恒載,、活載、雪載,、地震荷載,、風(fēng)荷載，其中活載和雪載不同時(shí)考慮,。⑴恒載：恒載沒什么好說的,，計(jì)算玻璃考慮玻璃的自重，計(jì)算構(gòu)件要考慮玻璃,、構(gòu)件等本身的自重,。⑵活載:活載一般取0.5KN/m2，活載可以覆蓋施工荷載,，檢修荷載等,。⑶雪載：有積雪的地方才有雪載，按照《荷載規(guī)范取值》,，雪載不與活載同時(shí)考慮,，兩者中應(yīng)取較大者。 ⑷ 地震荷載：6,、7度設(shè)防地區(qū)的雨蓬一般可以不考慮地震荷載,，如果考慮的話應(yīng)該是豎向地震，不必考慮水平地震,。 ⑸ 風(fēng)荷載：風(fēng)荷載是最難也最有爭(zhēng)議的荷載,；我先談一下高度變化系數(shù)，得到高度變化系數(shù)有兩種方法,，一是采用《荷載規(guī)范》條文說明中的公式,，二是直接查《荷載規(guī)范》的表7.2.1；但高度比較小時(shí),，兩者得到的數(shù)據(jù)有較大的差異,，應(yīng)該以《荷載規(guī)范》表7.2.1為準(zhǔn)。

負(fù)風(fēng)壓體型系數(shù)取為－2.0,，這基本上沒有爭(zhēng)議,，正風(fēng)壓體形系數(shù)則無相關(guān)規(guī)范可以遵循,，大家莫衷一是，有人不考慮,，有人取0.2,，有人取0.6，有人取1.0,，還有人取為1.5,；有人認(rèn)為可以參考《荷載規(guī)范》中“單坡及雙坡頂蓋”，獨(dú)立雨蓬正風(fēng)壓體形系數(shù)可以遵循此條取為1.0（也可以稍微保守一點(diǎn)取為1.3或1.4）,，我認(rèn)為大門口的雨蓬和獨(dú)立雨蓬不一樣,，雖然說建筑物周圍氣流的方向是非常紊亂的，很難把握,，但是我相信氣流在建筑物周圍主要還是向上的,，所以正風(fēng)壓體形系數(shù)應(yīng)該比獨(dú)立雨蓬要小，正風(fēng)壓體形系數(shù)應(yīng)該小于1.0,，至于具體是多少絕對(duì)不是我們幾個(gè)搞鋼結(jié)構(gòu)的人在這里討論討論就可以決定的,，這是要經(jīng)過大量的風(fēng)洞試驗(yàn)才能確定的，如果《荷載規(guī)范》不對(duì)此做出規(guī)定,，此爭(zhēng)議將長(zhǎng)期存在,；另外，從工程事故來看,，也從來都是聽說雨蓬被掀翻,，從來沒聽說過被風(fēng)壓塌，如果按照有些人把體形系數(shù)取為1.5的話,，那么向下組合比向上組合還大,，應(yīng)該是向下破壞，顯然與實(shí)際不符,。 因?yàn)闅饬飨蛏?，非?dú)立雨蓬考慮向下組合時(shí)我個(gè)人一般不考慮風(fēng)荷載，下面的荷載組合可以看到,。

2,、荷載組合

1）向上組合

1．4風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值－1.0恒載標(biāo)準(zhǔn)值

這里不能考慮活載和雪載

2）向下組合

活載起控制作用：1.2恒載標(biāo)準(zhǔn)值＋1.4* Max{活載標(biāo)準(zhǔn)值，雪載標(biāo)準(zhǔn)值}

恒載起控制作用：1.35恒載標(biāo)準(zhǔn)值＋1.4*0.7*Max{活載標(biāo)準(zhǔn)值,，雪載標(biāo)準(zhǔn)值}

取上面兩種組合的較大值,。

雖然有些情況一眼就看出向上荷載起重要控制作用，但是,，對(duì)于非雙軸對(duì)稱截面梁來說,，向下組合可能會(huì)引起失穩(wěn)問題。我舉個(gè)例子,，如果雨蓬主梁采用T型鋼截面,，向下組合可能導(dǎo)致T型梁腹板自由一側(cè)失穩(wěn)，向上組合則沒有這個(gè)問題,。

3,、拉桿長(zhǎng)細(xì)比問題

《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》規(guī)定長(zhǎng)細(xì)比不宜大于150，但是對(duì)于雨蓬的拉桿來說,，這個(gè)要求太苛刻了,，拉桿粗了笨重難看，細(xì)了又不滿足150的要求,。我覺得我們要好好領(lǐng)會(huì)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范“不宜”這兩個(gè)字,，“不宜”不是不可以，只是要慎重對(duì)待,，既作為受力構(gòu)件又作為裝飾構(gòu)件的拉桿就“宜”適當(dāng)放寬,，建議長(zhǎng)細(xì)比在200以內(nèi)，當(dāng)然也不是一定不能超過,，我就曾經(jīng)做過長(zhǎng)細(xì)比是220的,，只要考慮實(shí)際的長(zhǎng)細(xì)比所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算通過即可。我經(jīng)?？吹接信笥芽紤]負(fù)風(fēng)壓時(shí)“假設(shè)”或者“認(rèn)為”拉桿（其實(shí)是壓桿）不起作用了,，這是要不得的，假設(shè)都是有條件的,，拉桿只要不失穩(wěn),，就仍然起著主要的作用，你這一假設(shè),，就與實(shí)際情況相差十萬八千里了,。

4、玻璃強(qiáng)度許用問題

我們知道雨蓬和幕墻玻璃的需用強(qiáng)度不一致,，這確實(shí)是一個(gè)令人困擾的問題,，對(duì)于12mm的鋼化玻璃，幕墻的需用強(qiáng)度是84MPa,，而雨蓬的是42MPa,，我猜想規(guī)范制定者是考慮到雨蓬或采光頂玻璃破碎傷害力更大的原因，所以把安全系數(shù)定得更高,，但是我們采用夾膠玻璃后就不存在這一問題了,，即使破碎也掉不下來。但是既然規(guī)范是這樣,，建議大家計(jì)算雨蓬玻璃時(shí)還是按照《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》來吧,。

5、玻璃撓度控制問題

幾個(gè)原則：小于1/60,，不積水（和坡度相關(guān)）,，自重下不能讓人肉眼能容易觀察出來（這個(gè)和撓度及雨蓬高度都相關(guān)）,。

對(duì)于雨篷的做法與處理我個(gè)人認(rèn)為得從以下方面綜合考慮：

一、結(jié)構(gòu)方面：

1）,、建筑師的外觀設(shè)計(jì)選擇梁的外觀樣式,，根據(jù)主體結(jié)構(gòu)選擇雨篷的受力模型。這個(gè)里面合理的受力模型是一個(gè)關(guān)鍵,。得分析現(xiàn)有的主體情況,，合理的安排力的傳遞方向，從板面到次梁到主梁,，這樣一步步的分細(xì)地布置過來,。

2）、對(duì)于拉桿我們應(yīng)該根據(jù)不同的平面寬度,，不同的雨篷連接方式采取相應(yīng)的處理方法,。

a、對(duì)于小于2000mm點(diǎn)支式的玻璃,，一般梁的截面計(jì)算結(jié)果較小,，而玻璃點(diǎn)支空間要求較大，所以為了截面的美觀不便于直接使用計(jì)算結(jié)果的截面大小,，而考慮美觀與人的心理接受截面的大小而設(shè)計(jì),。這時(shí)的單部撓度變形很小，所以如果建筑師在立面要求的拉桿,，這時(shí)拉桿可以采用非結(jié)構(gòu)件的裝飾拉桿,，可不做計(jì)算，甚至可以是空心薄壁鋼管,。

b,、對(duì)于較大的平面分格的雨篷我們應(yīng)根據(jù)鋼梁的可連接主體的結(jié)構(gòu)的情況，先安置主受力梁,，這多于結(jié)構(gòu)柱的分布位置,，一般主體梁不希望在它的受拉區(qū)設(shè)置較大的外彎與偏心集中載。這樣你可以在柱位置設(shè)置主受力梁,，此時(shí)的梁底部連接可以根據(jù)情況設(shè)置不同的連接方式,，但因減小主體負(fù)載與節(jié)約埋件成本，建議鉸連接,。此處拉桿按負(fù)風(fēng)壓情況分析,，按受壓長(zhǎng)細(xì)比設(shè)計(jì)不大于1/150。這時(shí)不可只考慮成本選取薄壁的鋼材（推薦厚壁細(xì)桿,，因?yàn)楹癜宓暮缚p計(jì)算可能不會(huì)小于6~8mm,，所以拉桿的堵頭板也不會(huì)太薄）。主受力梁間采用側(cè)向聯(lián)系桿連接,，一方面增強(qiáng)側(cè)向穩(wěn)定,，一方面為布置中間鋼梁，中間鋼梁為考慮整體美觀可采用等截面,，也可以采用小截面梁,，因?yàn)樗麄兊氖芰π问绞呛?jiǎn)支梁。

c,、對(duì)于玻璃肋連接梁，結(jié)構(gòu)上不建議這樣處理,，因?yàn)橛昱穸嘣O(shè)置于出入口的安全設(shè)計(jì),，玻璃的正立面延性不錯(cuò)，但端部的脆性很強(qiáng),，在側(cè)向受力時(shí)易于駁接處連接破壞,，從而失去結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并且這種做而面玻璃承受側(cè)向剛度,，不建議使用,。

d、構(gòu)件式雨篷,，這時(shí)的鋼梁連接非常穩(wěn)定,，次龍骨對(duì)主梁有側(cè)向支撐的作用，這時(shí)梁截面計(jì)算滿足即可,。

根據(jù)以上的闡述,，現(xiàn)總結(jié)一下設(shè)計(jì)雨蓬時(shí)應(yīng)該主要考慮那些問題。

1,、材料

一定要采用鋼化夾膠玻璃,，最后采用頂片鋼化+內(nèi)片半鋼化玻璃的夾膠的組合，半鋼化玻璃也叫熱增強(qiáng)玻璃,，它的生產(chǎn)工藝與鋼化玻璃相似,，只是在急冷過程中的風(fēng)壓底于鋼化玻璃的工藝標(biāo)準(zhǔn)。半鋼化玻璃的表面應(yīng)力在24~69Mpa之間,，低于鋼化玻璃的表面應(yīng)力,。所以，半鋼化玻璃的強(qiáng)度和抗熱沖擊性能都略低于鋼化玻璃,，但相比普通玻璃要提高1~2倍,。與鋼化玻璃相比，半鋼化玻璃的最大優(yōu)點(diǎn)是玻璃的平整性好,，光畸變小,，而且由于應(yīng)力較低，不會(huì)產(chǎn)生自爆現(xiàn)象。

半鋼化玻璃破碎后,，碎片類似普通玻璃,，呈現(xiàn)貫通的裂紋，不會(huì)在玻璃中心部形成封閉狀態(tài)的小碎片,，也就不會(huì)從建筑物上掉下來,，這一點(diǎn)對(duì)于雨蓬玻璃來說是十分重要的。所以內(nèi)片半鋼化玻璃更加安全,，而且破壞時(shí)玻璃不會(huì)下垂,，不影響使用功能和美觀，可以保證更換玻璃的時(shí)間,。

2,、結(jié)構(gòu)

懸挑雨蓬風(fēng)壓取值按-2.0考慮。

撓度控制盡量嚴(yán)格,，從影響人的視覺效果考慮,。

3、排水

匯水面積不是很大的雨蓬,，可以考慮自由排水,，這樣建筑效果更加簡(jiǎn)潔、美觀,。

4,、拉桿設(shè)置

懸挑3m雨蓬能采用固端連接，盡量采用,，可以不設(shè)拉桿,。

懸挑3m以上雨蓬盡量采用鉸接，減少固端彎矩,，建議必須設(shè)拉桿,。

拉桿設(shè)置可以分兩種：A、上下設(shè)細(xì)拉桿（受拉）,，例如φ12--16鋼拉桿,； B、上設(shè)拉管（受拉壓）,，例如：φ68×4--φ121×7,。

講講鋼結(jié)構(gòu)雨篷設(shè)計(jì)的一些心得體會(huì)：

雨篷設(shè)計(jì)可能是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)了，但是其實(shí)有很多時(shí)候也是大家最容易忽視的結(jié)構(gòu),。

1.結(jié)構(gòu)體系

沒有拉桿的雨篷計(jì)算的時(shí)候中間的次梁可以兩端釋放,，根部的支座反力是最大的，預(yù)埋件應(yīng)留有足夠的安全富余,；

有拉桿的雨篷如果不是每根主梁都拉的話,，如果中間的次梁都是兩端釋放,，一般會(huì)在雨篷前端做一根通長(zhǎng)的大梁，這樣使拉桿可以起到作用,。

建議對(duì)于中間斷開的次梁都應(yīng)該兩端釋放,，通長(zhǎng)的次梁可考慮鋼接，使得拉桿起到作用,。

對(duì)于懸挑大的雨篷,，比如懸挑5～10米，一般會(huì)設(shè)置一道通長(zhǎng)的次梁,，拉桿的長(zhǎng)細(xì)比根據(jù)規(guī)范控制在250以內(nèi),。千萬不要認(rèn)為中間斷開的次梁可以鋼接，這點(diǎn)真的很危險(xiǎn),，可以看看正規(guī)的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn),，主梁次梁是如何鋼接的。還有就是懸挑大的雨篷——拉桿就是唯一的結(jié)構(gòu)保障了,，所以可以適當(dāng)減小長(zhǎng)細(xì)比，還有要看好繪圖員的螺栓連接節(jié)點(diǎn),，鋼板的邊距是否標(biāo)明是2d,，螺栓即使是雙剪，也盡量按單剪考慮（因?yàn)槁菟ê鼙阋耍?，真的很重要,，今年雪?zāi)很多雨篷塌了都是拉桿螺栓斷裂，還有就是拉桿的埋件注意會(huì)有附加彎矩,。

2.荷載問題

自重荷載,，施工荷載，雪荷載,，風(fēng)荷載,。自重荷載不多說了；施工荷載一般可以加均布荷載0.5,，也可以考慮在最不利位置加集中荷載1.0,；雪荷載就是當(dāng)?shù)氐幕狙海且⒁庋┖奢d有分布系數(shù),，雨篷一般在建筑側(cè)邊,，所以類似高低屋面，分布系數(shù)是2.0,，比如蘇州的基本雪壓是0.4,，實(shí)際加荷載就是0.8（目前很少有計(jì)算書這樣做），并且施工荷載和雪荷載不同時(shí)考慮,；然后是風(fēng)荷載,，一直有聽說有正風(fēng)壓之說，可是沒有規(guī)范依據(jù)，所以我只加-2.0的風(fēng)荷載,，方向向上,。

3.結(jié)構(gòu)的美觀

有的雨篷比如懸挑3米，沒有拉桿,，間距小的話計(jì)算出來可能120的鋼管就夠了,，但是建議畫一個(gè)側(cè)面整體視圖，你會(huì)發(fā)現(xiàn)管子看上去很小,，雨篷看上去會(huì)給人一種驚心動(dòng)魄的感覺,，所以雨篷的截面高度適當(dāng)控制在1/15~1/20，這樣是一個(gè)合理的美觀尺寸,，有安全感,，又有安全儲(chǔ)備。還有就是撓度,，現(xiàn)在的幕墻規(guī)范只要求1/125,，這個(gè)數(shù)值實(shí)在太松了，實(shí)際懸挑5m可以下沉40mm,，到現(xiàn)場(chǎng)就會(huì)發(fā)現(xiàn)撓度很大,，但是又滿足規(guī)范，大選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 大影響美觀,，所以適當(dāng)控制的嚴(yán)格一點(diǎn),，還是有好處的。

4.施工質(zhì)量

圖紙上壁厚是6mm,，實(shí)際施工可能只有5mm多點(diǎn),，施工方是不會(huì)幫你買國(guó)標(biāo)的，所以應(yīng)力比控制的嚴(yán)格一點(diǎn)是有道理的,。還有就是埋件,，有圖紙會(huì)標(biāo)注等強(qiáng)焊接，簡(jiǎn)單一句話,，又不用設(shè)置加勁肋,，但是實(shí)際施工等強(qiáng)就意味著二級(jí)焊縫要探傷，實(shí)際對(duì)接焊接的最小厚度是6mm,，探傷也沒法探,，所以根部埋件還是按照角焊縫計(jì)算，考慮施工質(zhì)量,，再加一些加勁鋼板,，給些安全儲(chǔ)備。

5.鋼梁開孔

T型鋼梁建議開孔一定要計(jì)算,，真的很危險(xiǎn),，H型鋼就可以適當(dāng)放寬一點(diǎn),，腹板畢竟只是是抗剪。

6.雨蓬根部混凝土強(qiáng)度問題

不要認(rèn)為混凝土強(qiáng)度是無限的,，當(dāng)你的雨篷計(jì)算結(jié)果根部反力很大時(shí),，要適時(shí)的和設(shè)計(jì)院溝通，避免混凝土梁破壞后發(fā)生雨篷倒塌,。已經(jīng)遇到很多次發(fā)現(xiàn)混凝土梁無法承受雨篷的荷載,，這也是要注意的。

7.主梁上翼緣屈曲問題

還有要注意,，如果主梁是方鋼管而不是H型鋼的話,，要考慮拉桿的耳板焊接在方管的上翼緣，容易出現(xiàn)上翼緣鋼板屈曲,，所以要考慮增加加勁肋板,，H型鋼就沒有問題了。

寫這些的目的是看到很多剛?cè)腴T的新手,，覺得計(jì)算雨篷很簡(jiǎn)單,。畫幾根線，加個(gè)荷載,，計(jì)算通過就ok了,，什么都不細(xì)想，其實(shí)簡(jiǎn)單的東西還是有點(diǎn)學(xué)問在里面的,。

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