近五年來，在深圳地區(qū)幕墻及外裝飾工程的施工圖強制性審查及咨詢過程中，發(fā) 現(xiàn)有較多的輕鋼雨篷設(shè)計不符合規(guī)范要求，出現(xiàn)安全隱患。本文針對輕鋼雨篷施工圖設(shè)計 與規(guī)范要求不相符等常見問題，進行分析，并提出相應(yīng)的解決方案。 

【關(guān)鍵詞】輕鋼雨篷;長期荷載;懸挑;扭轉(zhuǎn)

輕鋼雨篷的飾面材料主要有夾膠鋼 化玻璃、鋁板、不銹鋼板等，屬于建筑 的外圍護結(jié)構(gòu)，其外型美觀、新穎，常被用于民用建筑和工業(yè)建筑中，尤其廣泛應(yīng)用于民用建筑的公共建筑和居住建筑。

與輕鋼雨篷有關(guān)的規(guī)范主要有:《建 筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012、 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010、《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017- 2003、《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》 JGJ145-2013、《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113-2015等。

其中，對跨中無側(cè)向支撐點的簡支 梁，l1 為其跨度。如本工程雨篷縱梁選用 H300x180x10x12 的 H 型鋼，材質(zhì)為 Q235B，在拉桿處設(shè)置側(cè)向支撐桿件， 荷載作用在上翼緣，簡支梁的跨度為 4500mm，翼緣板寬度 b1 為 180mm， 則其比值為 4500/180=25，比表 4.2.1 的 13 大，應(yīng)按 4.2.2 條公式 Mx/φbWx ≤ f 進行整體穩(wěn)定性驗算，其中 φb 為梁的 整體穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB50017-2003 的附錄 B 確定。對懸挑 構(gòu)件，僅其前端有側(cè)向支撐時，其 l1 可 按其跨度取值計算。

1.1.3.5 雨篷拉桿，在深圳等基本風(fēng)壓較大的地區(qū)，并非真的僅是“拉桿”， 如果只考慮恒載與活載的組合作用，即N/A ≤ f，拉桿截面較小，在較大的負(fù)風(fēng)壓作用下，桿件會失穩(wěn)。為避免失穩(wěn)， 應(yīng)考慮拉桿在受壓力作用時的穩(wěn)定系數(shù)因素，即 N/φA ≤ f，其中 φ 為軸心受 壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003 的 附 錄 C 采 用，C 為 0~1 的數(shù)值。因受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù) φ 是由計算出來的長細(xì)比 λ 及桿件截面屬性，按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017- 2003 的附錄 C 采用的。《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 的第 5.3.8 條及 5.3.8 表，如果拉桿按支撐類考慮，雨篷拉桿在軸心受壓作用時， 其長細(xì)比取 λ ≤ 200，則桿件會比較粗。在該規(guī)范第 5.3.9 條的受拉構(gòu)件的容 許長細(xì)比取值表 5.3.9 下的注釋第 5 條， 受拉桿件在永久荷載作用與風(fēng)荷載組合作用受壓時，其長細(xì)比不宜大于 250，即 λ ≤ 250，雨篷拉桿剛好適用該條解釋。一般情況下，建筑師不希望桿件太粗大， 長細(xì)比容許值大，其桿件截面會小些， 相對美觀些。

經(jīng)過修改優(yōu)化后的雨篷鋼架平面布 置圖，見圖 3。

其中，經(jīng)過優(yōu)化、修改的， 主要有:

a 所有的雨篷縱梁根部與主體結(jié)構(gòu)預(yù) 埋件鉸接;

b 縱梁前端的小橫梁改成通長的大橫梁，大橫梁由帶拉桿的 ZL01 縱梁支承， 大橫梁作 ZL02、ZL03 縱梁的梁端的支承點。ZL02、ZL03 縱梁的前端與方鋼 管大橫梁鉸接，避免大橫梁的扭轉(zhuǎn)。

c 拉桿的上端和下端設(shè)置連接耳板和銷軸，形成典型的二力桿。

d 拉桿的長細(xì)比按照 λ ≤ 250 考慮。

e 在縱梁的側(cè)向設(shè)置側(cè)向撐桿，確?？v梁的整體穩(wěn)定。

1.2 雨篷鋼化玻璃的強度設(shè)計值問題

按《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》 JGJ113-2015 的 4.1.9 表的短期荷載作用取值有誤，如 4mm~12mm 鋼化玻璃的強度設(shè)計值為 84N/mm ，應(yīng)按 4.1.10條及 4.1.10 表的長期荷載作用下的強度設(shè)計值取值，即鋼化玻璃的強度設(shè)計值 分 別 為:4mm~12mm 為 42N/mm2。從字面看，玻璃長期荷載作用下的應(yīng)力計算，只需取長期荷載即恒載進行計算， 這樣的理解是錯誤的，該規(guī)范的 8.2.6 條 抄摘內(nèi)容如下:“雨篷的最大應(yīng)力設(shè)計 值應(yīng)按彈性力學(xué)計算，且最大應(yīng)力不得超過長期荷載作用下的強度設(shè)計值”， 即在恒載與活載的設(shè)計值組合、風(fēng)荷載與恒載的設(shè)計值組合作用下，玻璃的最 大應(yīng)力不得超過長期荷載作用下的玻璃 強度設(shè)計值。

1.3 懸挑雨篷后埋件普通化學(xué)螺栓的計算問題

懸挑雨篷縱梁后埋件采用普通化學(xué) 螺栓，但沒有按照《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固 技 術(shù) 規(guī) 程》JGJ145-2013 的 第 6.2.2 條 的要求進行校核。一般懸挑較長(如 ≥ 1.5m)的雨篷縱梁，在長期荷載即恒載作用下，其根部彎矩較大，按照該規(guī) 范的第 6.2.2 條和第 6.2.4 條的公式計算， 普通化學(xué)錨栓難以滿足規(guī)范要求。該規(guī) 范第 6.2.2 條內(nèi)容抄摘如下:普通化學(xué)錨 栓承受長期荷載作用，發(fā)生混合破壞時， 其受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:

群 錨 NhRd,l ≤ 0.55× NRk,p/γRp (6.2.2-2)

其中，NRk,p 為無間距、邊距影響時，

單個錨栓的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值(N)， 按本規(guī)程第6.2.4條計算。第6.2.4 條:錨栓混合破壞受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值 NRk,p=π×d×hef×τRK

其中 τRK 為粘結(jié)強度標(biāo)準(zhǔn)值(N/ mm2), 按本規(guī)程第 6.2.5 條取用。第 6.2.5 條抄摘如下:

τRK 應(yīng)根據(jù)錨栓產(chǎn)品的認(rèn)證報告確 定，無認(rèn)證報告時，在符合相應(yīng)產(chǎn)品及 基材混凝土強度等級不低于 C25 等規(guī)定 情況下，可按表 6.2.5 取用。

第 6.2.2 條和第 6.2.4 條的公式中， 有一個關(guān)鍵參數(shù)，即普通化學(xué)錨栓粘結(jié) 強度標(biāo)準(zhǔn)值 τRK，如果普通化學(xué)錨栓的 外側(cè)有玻璃、鋁板等裝飾面板，錨栓處 于類似室內(nèi)的環(huán)境，則應(yīng)認(rèn)為屬于室內(nèi) 環(huán)境;如果錨栓外側(cè)只有抹灰、墻磚或 直接裸露，則應(yīng)屬于室外環(huán)境。

舉例：

懸挑雨篷采用 M12x160 普通化學(xué)螺 栓，6 個錨栓，錨固深度 110mm，沒有間距及邊距因素影響，螺桿公稱直徑為 12mm，處于室外環(huán)境，雨篷屬于外裝飾構(gòu)件，即非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在長期荷載(恒載) 作用下:

錨栓混合破壞受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值 NRk,p=π×12×110×4×0.4 = 6632(N)

群錨栓混合破壞受拉承載力設(shè)計值 NhRd,l=0.55× NRk,p/γRp=0.55×6632/1.8 = 2026(N)

該群錨栓混合破壞受拉承載力設(shè)計 值數(shù)值僅為國內(nèi)廠家的普通化學(xué)錨栓的 抗拉力設(shè)計值 17200N 的 12%，可見，懸挑雨篷的縱梁采用普通化學(xué)錨栓，很難滿足該規(guī)程的受力要求。怎么處理? 按照該規(guī)程，后埋件錨栓可采用特殊倒錐形化學(xué)錨栓、擴孔型錨栓等錨栓，則不受《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》 JGJ145-2013 的第 6.2.2 條的約束。

2. 施工圖設(shè)計的預(yù)埋件問題

2.1 雨篷預(yù)埋件錨筋為HRB335或HRB400，鋼板為 Q235B，選用 E50 系列焊條，是錯誤的，不同強度等紙的母材焊接，其焊條應(yīng)就低不就高，即應(yīng)選擇 E43 系列焊條。

2.2 雨篷預(yù)埋件的錨筋長度都按 15 倍錨筋直徑的長度取值是錯誤的，《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003 的 附錄 C 的 C.0.5 之第 3 條的抄摘內(nèi)容“當(dāng) 錨筋的拉應(yīng)力設(shè)計值小于鋼筋抗拉強度 設(shè)計值 fy 時，其錨固長度可適當(dāng)減小， 但不應(yīng)小于 15 倍錨固鋼筋直徑?！?/p>

該條文的不應(yīng)小于 15D 是基本條件， 不是充分條件，注意是“不應(yīng)小于”， 鋼筋的抗拉強度利用率分別為 30% 和 95%，其錨筋錨固長度要求明顯是不同的。

2.3 錨筋與鋼板采用手工焊，但沒有標(biāo)注角焊縫的焊腳高度，應(yīng)按《玻璃幕 墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003 的附錄 C 的 C.0.4 條執(zhí)行，焊縫高度不宜小于 0.6d(HRB335 或 HRB400 級鋼筋)，d 為鋼筋直徑。

2.4 當(dāng)預(yù)埋件的錨筋計算長度較長時，需要采用機械錨固時，應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010的 第 8.3.3 條及表 8.3.3 的機械錨固形式設(shè) 置。錨筋末端采用機械錨固時，其錨固長度(包括彎鉤或錨固端頭在內(nèi)的錨固 長度 < 投影長度 >)可按計算長度 La 的 60%。錨筋末端主要的機械錨類型，如 圖4所示。

作者為:謝得亮 

中國建筑裝飾協(xié)會幕墻專家

深圳市土木協(xié)會幕墻專家

深圳市幕墻施工圖審查專家