淺談玻璃雨棚設(shè)計(jì)施工

玻璃雨蓬，透明的玻璃，簡單的框格、拉桿，繩索等簡單的結(jié)構(gòu)。作為具有裝飾效果的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，被建筑師們廣泛采用來實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)風(fēng)格。然而國內(nèi)不少建筑都趕時(shí)髦，一窩蜂的，不論建筑的樣式，是否需要都要采用此類玻璃雨蓬。有的設(shè)計(jì)和施工單位，對(duì)玻璃雨蓬的特點(diǎn)、用途、設(shè)計(jì)、制造和安全性缺乏真正認(rèn)識(shí)的情況下，也敢設(shè)計(jì)，也敢盲目施工。把此類雨蓬看的太簡單，結(jié)果造成質(zhì)量低劣，玻璃破裂，危及安全。

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。我主要針對(duì)雨蓬中幾個(gè)有爭議的問題表達(dá)一下自己的觀點(diǎn)。

1、荷載計(jì)算

雨蓬的荷載主要包括風(fēng)荷載、恒載、活載、雪載、地震荷載，其中活載和雪載不同時(shí)考慮。

1)恒載""""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。

2)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。

3)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。

4)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，如果考慮也應(yīng)該是豎向地震，不必考慮水平地震。

5)風(fēng)荷載""""風(fēng)荷載是最難也最有爭議的荷載;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，還有人取1.0，甚至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。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?cè)谶@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，此爭議將長期存在;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)吹掉下來過，如果按照有些計(jì)算把體形系數(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、拉桿長細(xì)比問題

《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》規(guī)定長細(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，建議長細(xì)比在200以內(nèi)，當(dāng)然也不是一定不能超過，只要考慮實(shí)際的長細(xì)比所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算通過即可。我經(jīng)?？吹接杏?jì)算書考慮負(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。

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，按受壓長細(xì)比設(shè)計(jì)不大于1/150。這時(shí)你得聯(lián)系休型，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褪绞呛喼Я旱摹?/p>

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)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))。

以上是玻璃雨棚實(shí)際施工的一些個(gè)人看法，在建筑方面對(duì)于玻璃的設(shè)計(jì)、排水坡度對(duì)吸收玻璃撓度與規(guī)范要上的種種，不同的連接處理等問題僅僅拋磚引玉，歡迎各位指正。"