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赈灾中的轻型钢结构房屋
来源:建筑钢结构网  作者:  时间:2009-12-22   关键词:  

摘要:

赈灾中的轻型钢结构房屋
巴特勒广州分公司
王赛宁

大家好!我把这几年在雪灾轻钢结构房屋出现的一些问题,以及问题的原因在这里讲一下。我只是从其中的一个方面给大家讲一下,我希望通过今天的演讲让大家在复合材怎么考虑。
大家知道2006、2007、2008年冬天,我国北方地区及江南、华南地区连续遭受超过50年不遇的雪灾。(PPT放映)这里出现了一些问题,变形比较大,严重的还有倒塌的。在这里给大家看一下,这个是06年烟台地区的某些房子在雪灾中倒塌了。
这是在2006年在烟台有一个房子倒塌了。
在同样的地方倒塌了,从近景上拍出来看,领头、结构上发生了什么样的破坏,从这里可以看得出来。
2007年沈阳的某一栋厂房,这也是沈阳的一栋房屋的倒塌,也不是说我们轻钢结构的房屋在雪灾中就会出问题,只是在同样的环境中,有的房子没有问题,这是设计的问题。但是雪我们看得出来,是非常大。
以前在东北和烟台这里的雪,我没有具体的测量数,在今年年初的时候,我们公司是派人直接到现场去测了雪的厚度和荷载,给出的数据是在平地上比较有代表性的一个平方米,雪熔化以后称重量是多少?我们可以看得出来,雪后实测,大约是40公斤,源头地方,雪化了以后,水更多了,雪的厚度只有230毫米,但是重量反而增加了,这是因为屋面上面留下的水在这里集中起来,这个是将近200公斤/立方米。
从这个可以感觉到,下雪的时候跟雪的溶重和下雪的气侯有关系的,雪下来以后,厚度比较大但是0度以上的,时候雪的溶度比较大。按照美国的计算,我在后面会说,大约是200多公斤。
实际上派的人到几个地方去测过,在常州、常熟、南京、昆山测了,除了规范值以外,都比当时的要大。
从现在可以看得出来,当时雪荷载是超过了我们的规范,常州这个地方,超了雪荷载将近20%。虽然超了20%,但是大部分的建筑如果是设计和施工都是满足规范要求的话,这个房子除了檩条的变形比较大以外,建筑没有本质上的明显变化。即使这些顶条的变形比较大,弹性的变形。
在自己做的房屋里面,有两个檩条,当檩条变形比较大的时候,发现如果在设计的时候,考虑了做内称板作檩条的支撑的时候,有时候支撑作用会失效。变形能力比较差,这个时候很有可能螺钉把檩条和支撑板的连接部位已经破坏了。在用内称板考虑平面支撑要考虑的问题。
出现这个问题以后,从设计方面分析一下,为什么有些房子出现了问题,为什么有些房子没有出来问题?我国《建筑结构荷载规范GB50009?2001》,甚至是屋面突起物中国的荷载规范里面对雪荷载的考虑有堆积分布不均是有考虑的。
当有高低跨度的时候,我们考虑雪荷载是堆积面的两倍,宽度一般是考虑A是平均分布,采光天窗也有0.8、0.1这样的数据。
高低跨屋面雪荷载的情况,非常尖锐的三角形,这里的雪一部分是迎风面刮过来的时候,还有一部分是背风面的时候,从高处堆积的雪,吹到这里。
从这一张照片可以看得出来,最高地方有超过2米的地方。女儿墙阻挡风的正常流动,所以我们发现到女儿墙这里是堆积起来。对于悬挑的结构,像这样的雨棚,雪的堆积更加严重。也可以看,当它挑出来比较宽和窄的堆积是不一样的。
总体来说,我们觉得,屋面的雪荷载分布大概是这样的意思,有高低跨是三角形的分布,无论是横向的,还是纵向的,高低跨是这样的。雪荷载还有特别的增加,我这里没有考虑均部雪荷载。
这是美国的ASCE7?89的计算情况。当有高低跨的时候,有迎风面,或者是背风面的说法,我们有不同的计算。
当有迎风面时候,这跟这里堆积的情况,雪荷载堆积的情况,跟低屋面的情况有关系,跟雪荷载的基本雪压值有关系。如果是低屋面越宽,在这里堆积的雪荷载越大。如果是背屋面高屋面的宽度也会对屋面的堆雪产生影响。
有两种计算,第一是叫做背风面的计算,一个是迎风面的计算。如果雪荷载堆积高出规范屋面,如果堆积的宽度超过了屋面,也有一个规定。
从这里可以看到,当屋面堆积的雪荷载实际计算宽度,如果超过了屋面的实际宽度的时候,你取掉的只可能这一部分,而不可能是一个三角形。
有时候屋面中间有突起物的时候,比如说我们在屋脊的中间有天窗架,甚至有一些空调或者其他的堆积物的时候也会有一些影响,这些都是我们在设计的时候必须要考虑的。
在这里做了一个简单的比较,如果拿50公斤每平方米雪荷载来讲,拿檩条宽度0.5米来计算,它所需要承担的雪荷载是1000N,我在后面计算了,是3.1KN/平方米。这个1.5到3的地方超载是超了百分之百,下面带来的是什么?檩条在承受雪荷载以后,可能失效,我们混凝土和刚架失效以后,没有垮掉,没有整个落到地上去雪荷载依然在屋面上呆着,还要被帮忙的檩条承受,旁边的檩条已经满承受了,所以连续靠近高低跨的檩条全部跨掉。本来轻钢结构屋面设计的时候,我们就考虑了檩条对我们主结构的平面外支撑,这个时候平面外支撑不存在,把雪荷载给了一个很大的拉力。这个时候主钢结构就会失效,就会垮塌。
这是我们看到的一系列轻钢结构在雪荷载垮掉以后,这是其中一个非常主要的原因。
原来在做轻钢设计的时候,特别注意到雪荷载的堆积,对于混凝土结构和轻钢结构的差别,所以在设计的时候,一定要考虑实在雪荷载的情况。
第一从房屋的倒塌,雪荷载是超过了规定。对于屋面不平的时候,有台阶的屋面,或者是有突起物或者有女儿墙的时候,在雪荷载计算的时候,精细一些,对于轻钢有一些补充的规定,使得我们结构计算的时候,更加切合实际的情况。
在结构设计的时候,还有平面外的檩条的支撑这些,希望在设计的时候考虑一下,在计算的时候注意这些,圆钢支撑甚至要从檩条的连接孔里拔出来。实际檩条超载是可以超载的,但是支撑是非常重要。这是我这样的想法,今天就先讲到这里。
在地震方面,在成都,绵阳、德阳地区也有一些轻钢结构房屋,给客户打了电话,轻钢结构房屋表现还是非常的优秀,有些钢结构房屋在灾区这个时候,由于它生产的产品就是为救灾用的,所以地震完了以后,马上恢复生产。
下一次有机会的时候,把我了解关于轻钢结构在地震方面的情况做一下介绍。

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