輕 鋼 雨 篷 的鋼架計(jì)算對(duì)設(shè)計(jì)師的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平要求較高。因?yàn)橐坏┯昱癯霈F(xiàn)問(wèn)題，發(fā)生事故，可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果（雨篷安全事故案例中可以看到，整體傾覆事故較多，懸挑鋼梁或者拉桿的支座破壞）。

尤其是大型雨篷：懸挑尺寸大，跨度大，懸挑根部受力大，需要采用專業(yè)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件建模計(jì)算（如3D3S、Sap2000、Midas等）。桿件的承載力、撓度、穩(wěn)定性都應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合建筑效果要求、造價(jià)控制等條件考慮合適的結(jié)構(gòu)方案。

除了計(jì)算鋼架構(gòu)件本身之外，還應(yīng)計(jì)算懸挑構(gòu)件的根部節(jié)點(diǎn)，包括焊縫、埋件等；有拉桿雨篷還應(yīng)計(jì)算拉桿強(qiáng)度（當(dāng)負(fù)風(fēng)壓較大，與其他荷載組合后拉桿可能受壓的，還應(yīng)考慮拉桿受壓穩(wěn)定性計(jì)算）、耳板連接焊縫、拉桿埋件、耳板壁厚承壓、銷軸抗剪等；有壓桿支撐的雨篷還應(yīng)重點(diǎn)復(fù)核壓桿穩(wěn)定計(jì)算。面板的計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單，無(wú)論是玻璃還是鋁板等。

目前行業(yè)內(nèi)，從業(yè)的幕墻設(shè)計(jì)師對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算的掌握水平參差不齊，簡(jiǎn)單小懸挑雨篷采用常規(guī)幕墻計(jì)算軟件可以解決。但大型復(fù)雜雨篷需要考慮的情況更多，強(qiáng)烈建議由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平較高的設(shè)計(jì)師計(jì)算復(fù)核。否則有些荷載容易疏漏，荷載組合計(jì)算也容易出錯(cuò)（在很多項(xiàng)目的幕墻專項(xiàng)安全論證中，發(fā)現(xiàn)計(jì)算書(shū)存在問(wèn)題較多，荷載考慮不全面或者荷載組合缺漏、支座節(jié)點(diǎn)計(jì)算缺失或錯(cuò)誤等）。

↑ 某建筑的雨篷倒塌，初步判斷拉桿支座破壞，目測(cè)耳板焊接的焊縫失效斷裂（耳板為垂直設(shè)置，拉桿軸線和耳板與鋼梁連接點(diǎn)未在同一受力線上），懸挑鋼梁根部尚有連接。圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，侵刪。

本期先討論雨篷計(jì)算需要考慮的主要荷載和作用。

不過(guò)，在說(shuō)雨篷荷載作用之前，先說(shuō)一說(shuō)“雨篷”這個(gè)詞。

在平常用詞中我們經(jīng)常能看到“雨篷”、“雨棚”、“雨蓬”等三種。那么到底哪個(gè)才是對(duì)的呢？

首先來(lái)看幾個(gè)名詞解釋（以下內(nèi)容來(lái)自百度百科搜索）：

篷：遮蔽日光、風(fēng)、雨的設(shè)備，用竹木、葦席或帆布等制成（多指車(chē)船上用的）：船～。～窗（帆船窗戶）。敞～兒汽車(chē)。把～撐起來(lái)。

船帆：扯起～來(lái)。

蓬：飛蓬，二年生草本植物。葉像柳葉，邊緣有齒，瘦果上有白色刺毛。

松散；雜亂：～頭垢面。

棚：遮蔽太陽(yáng)或風(fēng)雨的設(shè)備，用竹木等搭架子，上面覆蓋草席等：天～。涼～。在園子里搭一個(gè)～。

簡(jiǎn)陋的房屋：牲口～。工～。碾～。

天花板：頂～。糊～。

由此可見(jiàn)，用在雨篷這里的應(yīng)該是竹字頭的篷，不應(yīng)該是草字頭的蓬；而“棚”則是相對(duì)獨(dú)立存在的棚子，有柱子支撐。

再看一下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對(duì)雨篷一詞的建筑術(shù)語(yǔ)描述：

所以，專業(yè)術(shù)語(yǔ)中只有“雨篷”，并沒(méi)有“雨蓬”一詞，只是很多時(shí)候混用習(xí)慣了。而“雨棚”雖未見(jiàn)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，但用于表述有獨(dú)立柱子支撐的有柱雨篷，倒也不能說(shuō)有什么錯(cuò)誤，畢竟也屬于一種棚子。

欣賞一些漂亮的雨篷——

↑ 無(wú)柱雨篷（無(wú)拉桿），圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

↑ 有柱雨篷，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

↑ 有拉桿雨篷，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

↑有壓桿雨篷，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

分享：【項(xiàng)目實(shí)景】建筑入口雨棚案例素材參考

言歸正傳。

  雨 篷 的 荷 載 和 作 用 要 考 慮 哪 些  ？ 

一、永久荷載

即自重。

包括雨篷自身的所有龍骨（鋼龍骨或者鋁龍骨或者玻璃肋梁等）、頂面及天花面的面板（玻璃或者鋁板或者鋼板或者金屬格柵）和固定五金配件、內(nèi)部附加的降噪隔音或者防水構(gòu)造層、天花面因造型需求附加的燈具或其他裝飾物、雨篷上方可能會(huì)安裝的標(biāo)識(shí)LOGO等。

應(yīng)按實(shí)際情況計(jì)算并在結(jié)構(gòu)模型中輸入相應(yīng)的面荷載、線荷載、點(diǎn)荷載。

二、可變荷載

包括風(fēng)荷載、活荷載、積灰荷載、雪荷載、檢修荷載。

 ① 風(fēng)荷載 

對(duì)于頂面和天花面而言，包括豎向的正風(fēng)壓與負(fù)風(fēng)壓。

豎向正風(fēng)壓局部體型系數(shù)μsl-取值為1.0～1.4；豎向負(fù)風(fēng)壓局部體型系數(shù)μsl+取值為-2.0。

↑ 《DB33T 1240-2021 浙江省建筑幕墻工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)條文截圖

基本風(fēng)壓根據(jù)實(shí)際情況確定，常規(guī)情況按照50年重現(xiàn)期取值即可。特殊要求可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求或根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果確定。且不應(yīng)小于0.3KN/㎡。

↑ 《GB 55001- 2021 工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》相關(guān)條文截圖

地面粗糙度ABCD類，確定風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz；確定陣風(fēng)系數(shù)βgz/放大系數(shù)1+0.7/√μz，取兩者較大值（除A類地區(qū)βgz會(huì)小于1+0.7/√μz外，其他BCD類均為βgz更大）。

地形修正系數(shù)K1，主要考慮是否位于山體附近，山腳、山坡、山頂、盆地、山谷谷口等，常規(guī)平原地區(qū)均按1.0考慮；

風(fēng)向影響系數(shù)K2，常規(guī)情況按照1.0考慮；

如果大型有柱雨篷，整體厚度較大，則應(yīng)考慮水平向風(fēng)荷載。參考幕墻立面風(fēng)荷載局部體型系數(shù)μsl，可取為+1.2和-1.6。雨篷平面內(nèi)應(yīng)設(shè)置水平斜向支撐，提升側(cè)向剛度，提高雨篷鋼架平面內(nèi)穩(wěn)定性。

風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk計(jì)算根據(jù)最新工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通用規(guī)范中要求：

Wk=w0基本風(fēng)壓*βgz陣風(fēng)系數(shù)/放大系數(shù)*μz風(fēng)壓高度變化系數(shù)*μsl局部體形系數(shù)*K1地形修正系數(shù)*K2風(fēng)向影響系數(shù)。

并要求負(fù)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值≥1.0KN/㎡，正風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值≥0.5KN/㎡。

↑ 《JGJ 255-2012 采光頂與金屬屋面技術(shù)規(guī)程》相關(guān)條文截圖

↑ 《DB33T 1240-2021 浙江省建筑幕墻工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)條文截圖

② 活荷載 

常規(guī)情況按照不上人屋面取值為0.5KN/㎡。

如為上人屋面，則玻璃雨篷應(yīng)按照地板玻璃設(shè)計(jì)面板，且活荷載應(yīng)考慮為2.0KN/㎡。

↑ 《GB 55001- 2021 工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》相關(guān)條文截圖

當(dāng)雨篷為有組織排水的時(shí)，應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的水溝積水荷載。最不利情況為水溝滿載溢出，根據(jù)水溝截面和水的容重計(jì)算線荷載。

↑ 《GB 55001- 2021 工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》相關(guān)條文截圖

 ② 積灰荷載 

有大量排灰的廠房和鄰近建筑，雨篷頂面容易積灰且厚度較大。

具體數(shù)據(jù)根據(jù)實(shí)際情況，按照荷載規(guī)范中相關(guān)要求取值。

積灰荷載應(yīng)與雪荷載或不上人的屋面均布活荷載兩者中的較大值同時(shí)考慮！工業(yè)廠房或周邊建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意復(fù)核，常規(guī)民用建筑無(wú)需考慮該荷載。

↑ 《GB 50009-2012 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》相關(guān)條文截圖

 ③ 雪荷載 

輕鋼雨篷需考慮是否為雪荷載敏感結(jié)構(gòu)。

若是，則應(yīng)按照100年重現(xiàn)期取基本雪壓。

并且雨篷都位于出入口上方，上部還有建筑立面，需按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范考慮積雪分布系數(shù)μsr，常規(guī)情況下，高低屋面積雪分布系數(shù)取為2.0。如雨篷尺寸較大或造型復(fù)雜，還應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況考慮雪荷載不均勻分布情況。

假設(shè)杭州上城區(qū)項(xiàng)目，50年重現(xiàn)期基本雪壓為0.45KN/㎡，100年重現(xiàn)期則為0.50KN/㎡?？紤]2.0積雪分布系數(shù)，雪荷載應(yīng)取為1.0KN/㎡。

活荷載與雪荷載按較大值取用。如活載為0.5，雪載為1.0，則取為1.0，不重復(fù)組合計(jì)算。

↑ 《GB 55001- 2021 工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》相關(guān)條文截圖

↑ 《TCECS 796-2020 屋面結(jié)構(gòu)雪荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)條文截圖

 個(gè) 人 分 析 ：

☆假設(shè) 1——杭州地區(qū)某項(xiàng)目，雨篷為輕鋼龍骨鋁板雨篷，上下面板均為鋁單板，板厚3.0mm，頂板背襯25mm厚降噪隔音棉板，全部自重大約為0.003*2*28+0.025*1+0.22龍骨自重=0.413KN/㎡。50年重現(xiàn)期基本雪壓0.45KN/㎡，積雪分布系數(shù)2.0，則雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.9KN/㎡。（0.9-0.413）/0.413=1.18，即雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值超過(guò)自重標(biāo)準(zhǔn)值的118%，遠(yuǎn)超40%，則該雨篷即為雪荷載敏感結(jié)構(gòu)。

☆假設(shè) 2——杭州地區(qū)某項(xiàng)目，雨篷為輕鋼龍骨玻璃雨篷，面板為8+1.52PVB+8mm夾層玻璃，全部自重大約為0.016*25.6+0.22龍骨自重=0.63KN/㎡。50年重現(xiàn)期基本雪壓0.45KN/㎡，積雪分布系數(shù)2.0，則雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.9KN/㎡。（0.9-0.63）/0.63=0.428，即雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值超過(guò)自重標(biāo)準(zhǔn)值的42.8%，超過(guò)40%，則該雨篷即為雪荷載敏感結(jié)構(gòu)。

☆假設(shè) 3——寧波地區(qū)某項(xiàng)目，雨篷為輕鋼龍骨玻璃雨篷，面板為8+1.52PVB+8夾層玻璃，全部自重大約為0.016*25.6+0.22龍骨自重=0.63KN/㎡。50年重現(xiàn)期基本雪壓0.35KN/㎡，積雪分布系數(shù)2.0，則雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7KN/㎡。（0.7-0.63）/0.63=0.111，即雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值超過(guò)自重標(biāo)準(zhǔn)值的11.1%，未超過(guò)40%，則該雨篷可不作為雪荷載敏感結(jié)構(gòu)。

但根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，審圖時(shí)一般都會(huì)要求輕鋼雨篷按照雪荷載敏感結(jié)構(gòu)考慮雪荷載。

 ④ 檢修荷載 

按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范要求，懸挑雨篷應(yīng)考慮1.0KN的集中荷載，間隔1米布置一個(gè)，且應(yīng)布置于最不利位置（一般設(shè)置于雨篷最遠(yuǎn)端邊梁跨中，間距小于1米控制）。

↑ 《GB 55001- 2021 工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》相關(guān)條文截圖

三、地震作用

地震有水平地震和豎向地震兩種。

懸挑尺寸較小的雨篷一般只考慮水平地震作用。如懸挑尺寸較大，則應(yīng)考慮豎向地震作用。保守起見(jiàn)，無(wú)論懸挑多大，水平地震和豎向地震均考慮，荷載組合中分別進(jìn)行組合，還應(yīng)有水平地震和豎向地震同時(shí)組合的情況。詳下一期分析。

結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，常規(guī)情況下，懸挑較小的雨篷，即使考慮豎向地震，也不會(huì)起控制作用。所以同時(shí)考慮也不會(huì)有什么影響。

而懸挑較大的雨篷，如超過(guò)5米，則豎向地震參與的組合可能會(huì)起控制作用。

↑ 《DB33T 1240-2021 浙江省建筑幕墻工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)條文截圖

 小 結(jié) 

本期關(guān)于雨篷的用詞和雨篷的荷載和作用做了簡(jiǎn)單分析。

計(jì)算時(shí)注意荷載不能缺漏。

• 自重計(jì)算應(yīng)按實(shí)際情況考慮全面，某些特殊雨篷的特殊構(gòu)造面層和裝飾物不應(yīng)遺漏；
• 風(fēng)荷載應(yīng)考慮正負(fù)風(fēng)壓不同體型系數(shù)，頂面、天花面和側(cè)面不能疏忽；
• 雪荷載應(yīng)確定基本雪壓數(shù)據(jù)，是否需要按照100年重現(xiàn)期取值，即復(fù)核是否屬于雪荷載敏感結(jié)構(gòu)（目前審圖情況來(lái)看，基本都要求按照雪荷載敏感結(jié)構(gòu)計(jì)算輕鋼雨篷），積雪分布系數(shù)μsr的取值應(yīng)復(fù)核清楚。
• 活荷載與雪荷載按較大值取用，注意是否要求按上人屋面設(shè)計(jì)。
• 積灰荷載主要考慮建筑是否位于排灰量較大的廠區(qū)及周邊，且應(yīng)與活載和雪載的較大值同時(shí)考慮；
• 地震作用應(yīng)注意雨篷懸挑長(zhǎng)度，豎向地震不可忽視。
• 檢修荷載應(yīng)注意為集中力，1KN，最不利位置間隔1米布置，并非1KN/m線荷載！不可混淆。檢修施工人員上去為集中荷載，且線荷載對(duì)構(gòu)件計(jì)算更有利，集中荷載更不利。
  
  

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下一期，將分析討論雨篷荷載、作用的組合計(jì)算主要有哪些。