关于轻钢结构屋面活荷载0.3还是0.5的争执是否可以告一段落了?(欢迎讨论亦或拍砖)
kafeihfdcb
kafeihfdcb Lv.8
2010年07月31日 15:50:27
只看楼主

轻钢结构屋面活荷载到底是取0.3KN/M2还是0.5KN/M2呢?个人认为,在满足条件时计算主体结构,应取0.3KN/M2。本人尝试分析如下(欢迎拍砖):1.在《建筑结构荷载规范》GB50009中4.3.1条中规定屋面均布活荷载不上人屋面为0.5KN/m2,同时在注1中规定:不上人的屋面,当施工或维修荷载较大时,应按实际情况采用;对不同结构应按有关设计规范的规定,将标准值作O.2kN/m2的增减。(以上均为黑体字的强制性条文)。

轻钢结构屋面活荷载到底是取0.3KN/M2还是0.5KN/M2呢?个人认为,在满足条件时计算主体结构,应取0.3KN/M2。
本人尝试分析如下(欢迎拍砖):
1.在《建筑结构荷载规范》GB50009中4.3.1条中规定屋面均布活荷载不上人屋面为0.5KN/m2,同时在注1中规定:不上人的屋面,当施工或维修荷载较大时,应按实际情况采用;对不同结构应按有关设计规范的规定,将标准值作O.2kN/m2的增减。(以上均为黑体字的强制性条文)。
个人解释:不上人屋面是指一般情况下,没有人上去的屋面,只有在特定的条件下(如屋面检修等)才上人的的屋面。
目前的轻钢结构屋面基本都是不上人屋面。
那么这个屋面均布活荷载不上人屋面为0.5KN/m2是怎么来的呢?且看GB50009第145页的条文说明:“4.3.1 条:对不上人的屋面均布活荷载,以往规范的规定是考虑在使用阶段作为维修时所必需的荷载,因而取值较低,统一规定为0.3kN/m2。后来在屋面结构上,尤其是钢筋混凝土屋面上,出现了较多的事故,原因无非是屋面超重、超载或施工质量偏低。特别对无雪地区,当按过低的屋面活荷载设计,就更容易发生质量方面的事故。因此,为了进一步提高屋面结构的可靠度,在田GBJ 9—87中将不上人的钢筋混凝土屋面活荷载提高到0.5kN/m2。根据原颁布的GBJ 68—84,对永久荷载和可变荷载分别采用不同的荷载分项系数以后,荷载以自重为主的屋面结构可靠度相对又有所下降。为此,GBJ 9—87有区别地适当提高其屋面活荷载的值为0.7kN/m2。

由于本次修订在条文第3.2.3条中已补充了以恒载控制的不利组合式,而屋面活荷载中主要考虑的仅是施工或维修荷载,故将原规范项次1中对重屋盖结构附加的荷载值0.2kN/m2取消.也不再区分屋面性质,统一取为0.5kN/m2。但在不同材料的结构设计规范中,当出于设计方面的历史经验而有必要改变屋面荷载的取值时,可由该结构设计规范自行规定,但其幅度为±0.2kN/m2。”
由此可见,屋面均布活荷载不上人屋面为0.5KN/m2主要是针对混凝土结构屋面。因为首先混凝土屋面首先施工中板厚不一定控制的很准确,偏大、偏小都是正常现象。其次混凝土屋面一般需要做刚性、柔性防水层。而防水层的使用年限有限,经常需要翻修。绝大多数情况下,翻修屋面防水层往往是直接在老的防水层上再做一层,这无疑增加了屋面结构的负担。而且有的屋面原先未作保温隔热层的,在使用过程中往往又加上个隔热层。这些现象都是存在的。因为新规范将原来的屋面活载由0.3调整到0.5是合理的,也是考虑了使用过程中的多种不利因素存在。
而对轻钢结构,多采用压型钢板屋面,以上的不利因素是不存在的。
因此又有了后面的一句话:“对不同结构应按有关设计规范的规定,将标准值作O.2kN/m2的增减”
2.有人会说,在《钢结构设计规范》中3.2.1条以及冷弯薄壁型钢结构技术规范》中4.1.6的注释中同时明确规定:“对支承轻屋面的构件或结构(屋架、框架等),当仅承受一个可变荷载,其水平投影面积超过60m2时,屋面均布活荷载标准值宜取0.3kN/m2。”
但是现实工程的屋面不存在“仅承受一个可变荷载”的情况,是否意味着轻钢结构屋面的活荷载必须取0.5呢?个人看法:不!分析如下:
首先,表面上看“仅承受一个可变荷载”才可以取0.3,那么这句话就是废话一句了。那么怎么理解“仅承受一个可变荷载”呢?
个人以为,这“一个可变荷载”是指对结构不利的、方向向下的、其控制作用的可变荷载。这里需要注意的是雪荷载和活荷载不是一个概念,它们都是可变荷载。也就是说,当雪荷载的标准值(考虑分布系数以后)小于0.3,这时计算主体结构的活荷载标准值可以取0.3。作为设计人员,为了结构偏于安全,也可以适当的取大一点。这是无可厚非的。
3.我们再来看看《门刚规程》是怎么说的。
在《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)中3.2.2条注释中规定:对受荷水平投影面积大于60m2刚架构件,屋面坚向均布活荷载的标准值可取下小于0.3KN/m%%152。
需要注意的是,《门刚规程》中并未提到“仅有一个可变荷载”的情况。只是按面积做了规定。
4. 再来看看别的相关规范中的情况。
在《水泥工厂设计规范》(GB50295-1999)中9.7.2条对于瓦垄铁、压型钢板的屋面活荷载明确规定为0.3KN/m2。在本规范中,连面积60m2都没有提到,更别说“仅有一个可变荷载”的情况了。

综合以上4点,我们可以看出,对于轻钢结构,计算主结构的屋面活荷载取0.3是合理。就是檩条活荷载取0.3也不是说完全不正确的。因为檩条属于围护结构,由于需要考虑阵风系数βgz(一般都是相当的大,可以查GB50009)的影响,其控制作用的往往不是活荷载,而是风荷载。
同样个人以为0.3的屋面活荷载还是用于大面积的、大跨度的网架及网壳的主体结构计算。

以上个人见解,未必正确,欢迎同仁朋友拍砖指正!
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csg987
2010年10月26日 00:02:11
12楼
真心感谢楼主无私的奉献,非常感谢楼主提供的宝贵资料,
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hyungyong
2010年10月26日 08:52:14
13楼
楼主说的很详细,很透彻,但是我想补充一点的是:《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)中3.2.5规定:屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑,应取两者较大值,其实这条对到底是取0.3还是0.5有很大的限制意义,根据荷载规范来看,雪荷载几乎没有小于0.3的地方,所以活荷载取0.3要慎重,特别现在的极端天气越来越多。08年大雪有很多的厂房被压垮,都是血的教训啊~~~
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csg987
2010年10月26日 12:14:37
14楼
感谢楼主讲解
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anjia_270
2010年10月26日 14:14:07
15楼
檩条怎么会属于维护结构呢,是属于屋面承重结构构件的。取0.3是因为一般压型钢板等轻质材料很难满面积达到0.5,所以才面积小于60时,可以取0.3,但檩条的话,活荷载还是应该取0.5的。另外在刚架计算中,输入活荷载时当然是跟雪荷载比较,哪个大输入哪个的。
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topzc
2010年10月26日 17:45:32
16楼
个人认为在计算梁柱时活荷载取0.3,在计算檩条是应取0.5,不知是否可行
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ns224205
2010年10月28日 11:36:09
17楼

第一、以今天的目光评说当年物资极度贫乏、内外交困状况下的决定是“非常、严重的不合适的”。在当时的特定的历史条件下,在一无相应规范可循、二无实际工程经验的情况下,该项目边勘察、边设计、边施工,在较短的时间内建成并形成生产能力,我们的前辈付出了难以想象的艰辛和努力。该项目这二十多万平米薄壁型钢屋架的设计、施工、维修保养的经验,促成了薄钢规范GB50018的诞生和发展(该项目设计院成为薄钢规范的主编单位),也为今天轻钢结构的发展作出了贡献。
第二、该项目建成后,针对薄钢的防腐蚀问题进行了十几年的专门研究。从二OO二年~二OO五年对该项目部分厂房中薄壁型钢屋架加固处理的情况来看,除熔化等热处理车间薄壁型钢锈蚀较为严重外,一般的机加车间和仓库采用正常的维修保养就可以了。
第三、关于屋面活荷载取值问题,荷载规范第4.3.1条的条文说明已说得很清楚。下面是一九八九年该项目设计院进行复核的荷载取值。

[ 本帖最后由 ns224205 于 2010-10-28 11:52 编辑 ]
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zjseasky
2010年10月28日 14:10:42
18楼
谢谢楼主的经典剖析! 学习了 其实在目前设计保守的情况下,个人还是更倾向于0.5的,毕竟安全才是重要的。
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wingwingzhao
2010年10月31日 11:02:09
19楼
好复杂..最近刚好需要做一个棚架,用来放置10T的设备,不知道怎么计算才可以达到标准.请各位帮忙,谢谢了!!!!!!!!!!
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京梦雨萍
2010年10月31日 21:24:57
20楼
:) 0.5
谢谢楼主的经典剖析,个人还是更倾向于0.5的,毕竟安全才是重要的。
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mutong_126
2011年06月23日 16:40:57
21楼
我做的是三角形钢屋架,屋面活荷取的是0.3,审图公司审出来说小,我看规范是中以的呀,怎么回复呀?
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