新门规雪荷载的计算以及与美国规范的比较

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
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新门规雪荷载的计算以及与美国规范的比较

武俊燕

江苏省纺织工业设计研究院有限责任公司江苏南京210008

摘要:雪荷载超载导致门式刚架檩条破坏的事故时有发生,新门规高低跨处雪荷载的计算作了改进,本文对其计算方式进行解析,并对比了我国规范与美国规范在雪荷载计算上的不同之处。

关键词:雪荷载积雪分布系数门式刚架

正文

国内外历次的雪灾中,轻钢结构出现受损甚至垮塌的事例比较多,现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定,“对于雪荷载敏感的结构应当适当加大荷载值”,轻钢结构是雪荷载敏感结构,荷载规范规定所以雪荷载的计算必须引起设计人员的重视。2016年8月1日实施的《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB51022-2015)(以下简称新门规)参照美国MBMA《金属房屋系统手册2006》的规定,雪荷载的计算作了改进。

一、新门规中雪荷载的计算:

图1

ASCE根据房屋是否采暖,屋面是否畅通(可以让雪滑落),按照不同的屋面倾角分别定义了的取值,其取值与我国规范荷载分布系数取值的对比可以见图1,比较可见,在屋面有凸起阻止雪飘落的情况下,我国规范的取值是普遍低于美国规范的取值的;而在屋面畅通的情况下,在屋面倾角小于40度时取值又比美国规范高关于雪荷载不均匀分布的形式,我国规范和美国规范也有较大的差异,见图2和图3,显然美国规范考虑的不均匀程度更高,且在背风面考虑了局部的雪堆积,笔者做过比较,对于单跨双坡屋面,按照我国规范在雪荷载均匀分布和不均匀分布情况下两者的计算内力差异在15%以内,而按照美国规范,可达30%以上。

图3美国规范不均匀分布形式

此外,ASCE还规定了其他额外附加的荷载:

(1)对于有可能在屋檐处形成冰锥的建筑,ACSE建议在屋面悬挑端额外增加2pf的荷载

(2)在地面积雪小于一定数值,屋面倾角较小的情况下,考虑下雨引起的最多每平米约0.25kN的荷载

结语

比较可见:新版的门刚规范相比荷载规范在高低跨处雪荷载的计算作了较大的改进,在结构的安全性上有了较大的提升,但是与美国规范相比,各种影响因素的考虑得还不如美国规范全面。

参考文献

[1]《MentalBuildingSystemsManual_50thAnniversaryEdition》

[2]《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB51022-2015).

[3]《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012).

[4]李方慧.《典型低矮屋盖雪荷载分布特性实测研究》.自然灾害学报,2016年2月.

[5]郑治强.《谈工业建筑设计中屋面雪荷载的堆积》.建筑与结构设计.