轻钢结构雨篷设计要点
摘要
作者根据多个项目的理论与实践经验。就轻钢雨篷的结构设计从荷载取值、结构选型、结构计算等方面进行定的探讨、研究，供设计同行们参考
关键词: 轻钢雨篷，荷载，结构计算
在我们接触到的项目中，基本上每一个项目都需要设计雨篷，从雨篷所采用材料来分类，雨篷可划分为多种形式，其钢板钢雨蓬更是由于其经济、适用跨度大等优点被广泛应用于现代工业建筑中。本文特针对此种形式雨篷的结构设计做一定的探讨、研究。
1、结构设计依据
1.1 主要设计规范
《建筑结构荷载规范》GB50009 - 2012
《钢结构设计标准》GB50017-2017
《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002
1.2 结构计算软件:
通常计算软件采用中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部钢结构计算程序STS或其他钢结构软件
1.3 结构材质
般采用Q235B或Q345钢，具体材质同主体结构一致
2、结构设计荷载
2.1恒荷载 主要指材料自重，包括彩钢板、檀条、檀条支撑系统等的重量，一般为0.2 KN/m2。该荷载值应根据实际材料自重取值，不可随意放大，尤其是在风荷载较大的地区。恒荷载分项系数取1.2，其中，当风吸力起控制作用时，恒荷载分项系数应取1.0。
2.2 活荷载 根据《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002第3.2.2条，向均布活荷载标准值取0.5 KN/m2。活荷载分项系数取1.4
2.3 雪荷载 基本雪压大小根据建筑所处不同地区按照《建筑结构荷载规范》GB50009 - 2001( 2006年版附录D取值。其中需要特别强调的是，由于钢雨篷一般均比所属建筑物低，形成高低屋面，根据《建筑结构荷载规范》GB50009 - 2001( 2006年版 )第6.2.1条表6.2.1，低屋面一定范围内雪荷载应考虑两倍的基本雪压，两倍雪荷载范围的确定规范有明确要求，此处不再描述。雪荷载分项系数取1.4。
2.4 风荷载 基本风压大小根据建筑所处不同地区按照《建筑结构荷载规范》GB50009 - 2001(2006年版附录D取值。其中对于风荷载体型系数，荷载规范中并没有相对应的体型，仅在规范第7.3.3条中有一些说明，且参照规范中所列相近体型，任何情况下雨篷均只受风吸力作用，而不受风压力作用，在实际设计过程中对风荷载体型系数的取值也存在不同的观点。综合各家观点，建议正风压时体型系数取0.6，负风压时体型系数取-2.0。风荷载分项系数取1.4。
当上述各荷载参与荷载效应组合时，应遭循《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002第3.2.5条所列原则。
3、钢雨篷结构形式及布置
3.1结构形式
根据悬挑长度的不同，彩钢板钢雨篷主要分两种形式，如图一、二所示
图一为纯悬挑雨篷，雨篷悬挑长度一般不大于3米，雨篷梁与柱的连接为刚性连接，雨篷梁主要采用H型钢当雨篷悬挑长度小于2米时，雨篷梁也可采用C形冷弯型钢
图二为带拉杆的雨篷，当雨篷悬挑长度大于3米，宜采用此种形式，雨篷梁与柱的连接为较接连接，拉杆与柱及梁的连接也为较接连接，雨篷梁一般采用H型钢，拉杆采用圆钢管
3.2结构布置
对于纯悬挑雨篷，结构布置较简单，主要由雨篷梁及惊条组成，雨篷梁主要从柱上挑出，惊条一般布置在雨篷梁之间，见图三所示。
对于带拉杆的雨篷，结构布置除雨篷梁、拉杆及惊条外，雨篷梁之间还应布置支撑系统，尤其是当雨篷长度大于6米时，支撑系统不宜省略。雨篷梁及拉杆通常布置在柱轴线上，拉杆与雨篷两梁间的夹角宜取25~35°，檀条一般布置在雨篷梁上方，见图四所示，檀条可按连续樟条设计。
4、钢雨篷结构计算
4.1构件设计
对于彩钢板钢结构雨篷的构件，可根据《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002进行设计。
根据雨篷外观效果及结构安全的需要，雨篷梁截面高度通常取雨篷长度的1/15~1/20。对于雨篷拉杆，通常情况下，在风荷载与恒荷载的组合作用下，拉杆处于受压状态，根据CECS102:2002第3.5.2条注释3( GB50017-203第5.3.9条注释5)，此拉杆长细比不宜大于250，考虑到拉杆在整个雨篷结构安全中的重要位置，建议其长细比宜适当减小，并预留一定的安全储备。
4.2节点设计
纯悬挑雨篷梁与柱的连接应为刚性连接，可采用图五所示连接形式，节点需承受弯距和剪力的作用。当柱为钢筋混凝土柱时，柱侧应预埋钢板，该预埋钢板应按弯剪预埋件进行设计。
带拉杆的雨篷梁与柱的连接一般为较接连接，可采用图六所示连接形式，节点承受轴向力和剪力的作用。当柱为钢筋混凝土柱时，柱侧应预埋钢板，该预埋钢板应按压弯剪( 弯距为螺栓产生的附加弯距 )预埋件进行设计。拉杆与柱及雨篷梁的连接也为较接连接，连接形式见图七及图八，节点主要承受轴向力的作用。当柱为钢筋混凝士柱时，柱侧应预埋钢板，该预埋钢板应按拉剪预埋件进行设计.
考虑到现场施工质量的不确定性，以及各节点在整个雨篷结构中的重要性，建议节点设计时预留足够的安全储备。
4.3支撑设计
当雨篷悬挑长度较大时(悬挑长度大于6m )，为保证雨管梁平面外的整体稳定性，宜设置支撑系统，具体设置要求可参照《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中相关章节内容
结束语
在结构设计中，钢雨篷作为建筑物的一份子，虽然其所占比重较小，但其安全性却不容忽视，尤其是频繁遭遇恶分气候影响的地区，达到或超过荷载规范规定的雪荷载、风荷载的情况时有发生,
