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关于钢结构雨蓬设计的几点思考

发布于:2025-07-09 10:46:09 来自:建筑结构/钢结构工程

来源:施工技术

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钢雨篷设计没有统一的设计标准,在雨篷设计中出现不同的版本,就规范对钢雨篷的设计的理解归纳总结出来以下观点,供大家参考。

雨篷一般位于人流密集的出入口、通道,其破坏往往伤人或砸坏设备,加强雨篷的结构设计显得尤为重要。但作为非结构构件的钢雨篷,其设计可能是钢结构设计时较容易忽视的结构。为此,来谈谈钢雨篷设计是有必要的。


一、 钢雨篷的设计选型

1.钢雨篷的类型 钢结构按与建筑主体结构的连接方式分为:纯悬挑式、上拉压杆式、上下拉杆式三大类型。

2.计算模型的建立思路:对于纯悬挑式钢雨篷,计算时可考虑次梁两端释放或不考虑次梁对主梁的约束,这样根部计算反力最大,偏安全;对于上拉压杆式钢雨篷,若中间的次梁两端释放,那么拉杆就成了装饰拉杆,计算就成问题了,为此在钢雨篷前端设置一根通长的次梁与主梁刚接,使拉压杆真正起到受力作用;对于上下拉杆钢雨篷,一般少见,暂且不论。

3.钢结构受力刚接铰接设置:铰接约束只能提供力,刚接能提供力和力矩;拉杆两端一般设置成铰接,主梁与结构连接端一般设置成刚接,但也有建筑设计院要求与结构的连接设置成铰接,所以刚接还是铰接不能一概而论,需要具体问题具体分析。

4.主次梁的选择:首先从美观性来考虑,脱离美观来谈雨篷设计,那是没有灵魂的设计。钢雨篷主次梁的截面高、宽度直接影响着雨篷的美观性,控制好主次梁的是非常必要的,一般主梁截面高度在1/15~1/20悬挑长度为宜。

5.拉杆长细比的控制:对于上拉压杆式雨篷,由于在负风压的作用下,拉杆有可能出现受压的情况,此种情况在长细比一般控制在250内,受拉的情况,长细比一般控制在350内。

6.挠度的控制《钢雨篷》(一)雨篷受力构件的竖向挠度限值:非悬臂梁时为l/200,悬臂梁时为l/100(l为受弯构件的计算跨度)。


二、 雨篷荷载

钢雨篷所受荷载包括钢结构、面板自重、屋面活荷载(施工检修荷载)、雪荷载、风荷载、地震荷载。

1.自重包括钢结构自重、雨篷面板及辅材等自重 钢结构自重一般钢结构软件都会自动加重进去计算,也可以设置不考虑自重,计算时须要注意以免重复加。

2.屋面活荷载(施工检修荷载)《荷规》“5.3屋面活荷载”和“5.5施工和检修荷载及栏杆荷载”分别作了相关的规定,经常会遇到要不要加集中荷载的问题,为此须要特别注意。查《荷规》P202条文解释,屋面活荷载主要考虑也就是施工或维修荷载,若再施加集中荷载,有重复,没有必。

3.雪荷载 《荷规》7.2.1条条文解释,雨篷按高低屋面的情况来考虑取ur=2.0,特别是那些雪荷载大的地区,影响更大,须特别注意。

4.风荷载 在审图中经常看到只考虑负风压的情况,有必要来讨论下:a、《荷规》8.3.3条,雨篷的局部体形系数us1取-2.0;b、根据风洞试验来取值风荷载;c、JGJ 255-2012《采光顶与金属屋面技术规程》5.3.1条,提出了正负风压的提法。

5.地震荷载 雨篷属于非结构构件,符合以下要求:a、《抗规》P468条文解释 “非结构构件的地震作用,除了《抗规》第5章规定的长悬臂构件外,只考虑水平方向”;b、地震作用效用与风荷载效用组合,有别于承重结构的荷载组合,一般雨篷计算,抗震对雨篷结构影响不大,在连接处采取加强措施;c、承载力抗震调整系数采用1.0。

6.荷载组合 屋面活荷载,不与雪荷载和风荷载同时组合;活荷载、雪荷载两者取大值,再与自重、风荷载、地震荷载组。


三、结构建模计算

1.软件计算

目前常用的软件有3D3S、ANSYS、SAP2000、STAAD等结构分析软件,建模后加荷载进行分析,复杂结构建议采用两款软件进行对比分析。

2.钢结构与主体结构连接计算

采用软件计算,可以得出节点的反力,具体的连接有些软件就出不了结果了,为此须要单独地对反力进行验算,但往往是雨篷计算忽略的地方,须引起重视。现场与预埋件或后置埋件焊接,尽量多采用加劲肋板来连接,保障连接可靠。

3.预埋件、后埋件的计算

预埋件钢筋满足《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 8.3.1~8.3.4条、9.7.1~9.7.4条《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003 C.0.1~C.0.7条的规定;后置埋件满足《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 7.1.1~7.1.7条构造措施。



总结

近30余年,我国建筑市场由工业厂房建筑转为民用高层(超高层)建筑为主导,建筑的设计造型多样,不再是单一的钢筋混凝土悬挑板结构,往往结合建筑幕墙的风格设计为造型的一部分,既是雨篷,也是幕墙。主入口的雨篷造型,是建筑设计师进行方案设计时重点考虑的位置,往往设计成具有建筑整体效果的标志性造型,雨篷形状越来越复杂,且限制雨篷的支承结构,不允许设置拉杆或支承柱,给结构工程师增加了配合难度。且目前未查询到与建筑雨篷设计、建造相关的专项技术标准。

因此,有必要制订《高层建筑雨篷钢结构技术标准》,本标准制定具有必要性及重大意义,此项标准的编制将填补国内外相关技术标准的空白。

标准的应用将驱动雨篷工程从经验化、碎片化向设计建造规范化、安全管控系统化转变,为引领其向高性能、一体化、智能建造方向发展奠定技术基础。

由 浙江中南建设集团有限公司、亚太建设科技信息研究院有限公司(原建设部科技信息研究所) 牵头主编的 《高层建筑雨篷钢结构技术标准》 ,目前已经通过中国工程建设标准化协会审核并批准立项,相关编制工作已启动。      
为认真做好标准的编制工作,切实保证标准的先进性、适用性、合理性和科学性, 主编单位将会同行业相关知名企业共同完成标准编制工作 。      



      
      

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