Perkara utama dalam reka bentuk tahan salji rumah bingkai keluli portal

Bumbung keluli ringan

Struktur bingkai portal

Spesifikasi

Salji bersejarah

Perkara utama dalam reka bentuk struktur keluli rumah ringan rangka portal dari segi rintangan salji

Ketumpatan salji dan kesan salji yang ditiup angin

Bagaimana untuk mengira beban salji struktur keluli rangka portal rumah ringan

Bumbung keluli ringan

Bumbung keluli ringan

&
Sistem bumbung keluli ringan

• Bumbung keluli ringan merujuk kepada sistem bumbung di mana panel bumbung adalah ringan (panel keluli berprofil atau panel sandwic ringan) dan biasanya dipasang pada purlin melalui skru mengetuk sendiri.

• Thesistem bumbung keluli ringandisokong pada rasuk keluli web pepejal atau kekuda. Kekuda adalah dalam bentuk segi tiga, trapezium, fusiform, tiga kekuda bercantum, dan lain-lain, dan boleh dibuat daripada keluli sudut berdinding nipis, tiub bulat, tiub persegi, dan lain-lain. Oleh kerana pemprosesan dan pengeluaran lebih rumit, mereka telah digantikan secara beransur-ansur oleh rasuk keluli web pepejal. Anggota galas tegasan menegak boleh menjadi tiang keluli atau tiang konkrit. Bentuk struktur yang lebih biasa bagi bangunan kilang satu tingkat ialahbingkai portaldi mana rasuk keluli dan tiang keluli disepadukan secara tetap.

Struktur bingkai portal

Kestabilan keseluruhan
&
Sistem sokongan

• Memandangkan struktur rangka portal mempunyai kekakuan lentur yang kecil, kekakuan kilasan dan kekakuan keseluruhan yang lemah, kestabilan keseluruhan sistem struktur perlu dipertimbangkan sepenuhnya semasa reka bentuk.

• Ini memerlukan semasa reka bentuk, perhatian harus diberikan kepada susunan sistem sokongan struktur dan penyokong sudut untuk memastikan setiap zon suhu boleh dilengkapi dengan sistem sokongan yang secara bebas membentuk struktur yang stabil dari segi ruang.

Spesifikasi

《Spesifikasi Teknikal untuk Struktur Keluli bagi Rumah Ringan Rangka Portal ekspres
(selepas ini dirujuk sebagai 《Spesifikasi ekspres )

• Menurut 《Spesifikasi Teknikal untuk Struktur Keluli Rumah Ringan Rangka Portal ekspres GB51022-2015 (selepas ini dirujuk sebagai 《Spesifikasi ekspres ), "Rumah Ringan Rangka Jenis Portal" ialahrumah struktur keluli satu tingkat. Ketinggian rumah hendaklah tidak lebih daripada 18m, dan nisbah ketinggian kepada lebar rumah hendaklah kurang daripada 1. Rangka tegar web pepejal keratan berubah atau keratan sama hendaklah digunakan. Sistem kepungan hendaklah menggunakan bumbung keluli ringan dan dinding luar ringan (kadangkala dinding batu tidak tertanam juga digunakan). Kapasiti angkat hendaklah ditetapkan Kren overhed kerja ringan dan perantaraan atau kren penggantungan tidak melebihi 20t.

• Untuk bangunan serupa dengan ketinggian rumah melebihi 18m, kekuatan dan reka bentuk kestabilan komponen boleh merujuk kepada 《Spesifikasi ekspres .

Salji bersejarah 

Skala salji di Hebei pada 2023 melebihi tahun sebelumnya. Sejumlah besar salji turun dalam tempoh yang singkat, menyebabkan sebahagian daripadanya runtuhbangunan kilang struktur keluli ringanyang gagal membersihkan salji dalam masa, dan sejumlah besar rumah telah cacat dan rosak. Selepas siasatan, didapati bangunan yang runtuh pada asasnya adalah bangunan kilang struktur keluli ringan yang telah direka dan dibina lebih awal. Bangunan struktur keluli ringan yang baru direka bentuk agak rosak ringan.

Perkara utama dalam reka bentuk struktur keluli rumah ringan rangka portal dari segi rintangan salji

1. Tingkatkan nilai beban salji reka bentuk dengan sewajarnya

• Bumbung struktur keluli rumah ringan rangka keluli portal adalah ringan dan merupakan struktur yang sensitif kepada beban salji.

• Beban salji selalunya merupakan beban kawalan. Di bawah beban salji yang melampau, mudah menyebabkan kerosakan struktur keseluruhan, dengan akibat yang serius. Tekanan salji asas harus ditingkatkan dengan sewajarnya.

• Menurut piawaian kebangsaan semasa 《Kod Muatan untuk Struktur Bangunan menyatakan GB-50009, struktur yang sensitif kepada beban salji harus menggunakan tekanan salji dengan tempoh pulangan selama 100 tahun.

• Kawasan Bandar Cangzhou ialah 0.2KN/㎡ (20 kilogram setiap meter persegi). Bagi bangunan dengan longkang luar atau parapet yang sukar untuk membersihkan salji, nilai beban salji reka bentuk harus dinaikkan dengan sewajarnya atas dasar ini.

2. Mengamalkan bentuk bumbung yang boleh mengurangkan pengumpulan salji tempatan

Bumbung padang tunggal atau berganda

&

Cerun bumbung yang lebih kecil

• Untuk mengurangkan kemalangan bencana salji,struktur keluli ringanrumah hendaklah menggunakan bentuk bumbung satu cerun atau dua cerun untuk mengelakkan kawasan salji berskala besar di tengah.

• Untuk bumbung rentang tinggi dan rendah, cerun bumbung yang lebih kecil harus digunakan untuk mengelakkan salji di atas bumbung tinggi daripada hanyut terlalu banyak ke bumbung rendah, mengakibatkan pengumpulan setempat yang berlebihan.

• Jangan pasang atau kurangkan parapet, tonjolan bumbung, dsb. untuk mengurangkan bahaya pengumpulan salji.

3. Pengiraan harus mengambil kira pengagihan litupan salji

Struktur utama dan sampul surat

&
Panel bumbung dan purlin
&
Rasuk condong bingkai tegar

• Thestruktur rangka keluli portalmempunyai kapasiti lebihan yang lemah. Apabila mereka bentuk struktur utama dan struktur sampul surat, perhatian khusus harus diberikan kepada beban salji berhampiran parapet, berhampiran dinding rumah yang dipasang, bumbung tinggi dan rendah yang dibentuk oleh rentang tinggi dan rendah, dan longkang di rumah berbilang rentang. .

• Apabila mereka bentuk bingkai portal, keperluan artikel 4.3.2 dan 4.3.3 《Spesifikasi ekspres harus dipatuhi dengan ketat, pekali taburan salji harus dipertimbangkan, dan pengumpulan salji dan beban hanyut harus dipertimbangkan.

• Untuk dek bumbung dan purlin, pekali pengagihan salji harus diguna pakai berdasarkan kes yang paling tidak menguntungkan bagi pengagihan salji tidak sekata.

• Rasuk condong bingkai tegar hendaklah diselubungi mengikut taburan seragam salji merentasi rentang penuh, taburan tidak sekata dan taburan salji seragam merentasi separuh rentang.

 4. Kurangkan nisbah lebar kepada ketebalan rasuk dan tiang bebibir rangka keluli portal dengan sewajarnya

• Artikel 3.4.1 《Spesifikasi menyatakan bahawa antara plat tekanan anggota rangka utama, nisbah lebar sambungan bebas plat bebibir tekanan anggota keratan rentas berbentuk I kepada ketebalannya tidak boleh lebih besar daripada 15εk (εk ialah faktor pembetulan gred keluli, nilainya ialah punca kuasa dua nisbah 235 kepada nilai mata hasil dalam gred keluli).

• Perkara 3.4.3 menetapkan bahawa apabila kesan gabungan tindakan seismik mengawal reka bentuk struktur, nisbah lebar sambungan bebas plat bebibir mampatan anggota bahagian berbentuk I kepada ketebalannya tidak boleh melebihi 13εk.

• Memandangkan kebarangkalian tinggi dan keamatan tinggi salji di kawasan itu, adalah disyorkan supaya struktur itu tidak dikawal oleh gabungan tindakan seismik. Had nisbah lebar kepada ketebalan bagitiang keluli dan rasukdisambungkan kepada tiang keluli (kawasan penggunaan tenaga plastik) juga hendaklah berdasarkan 13εk (bersamaan dengan tahap S3 atau keperluan rintangan gempa Tahap 4) perlu dipertimbangkan untuk meningkatkan kemuluran struktur dan mengelakkan keruntuhan keseluruhan struktur.

5. Beban reka bentuk harus mempertimbangkan untuk menjuntai sepenuhnya longkang

Pengumpulan salji di atas bumbung
&
Muatan ais dan salji berketumpatan tinggi

• Dalam cuaca musim sejuk yang sejuk, longkang akan membeku kerana saliran yang lemah, dan salji dari bumbung juga akan terkumpul di sini.

• Reka bentuk harus mempertimbangkan sepenuhnya ais berketumpatan tinggi dan beban salji di longkang luar, serta kemungkinan kesan beban dinamik semasa proses penyingkiran salji di atas bumbung.

6. Rasuk dan tiang rangka keluli, dan lajur kalis angin boleh dilengkapi dengan pendakap sudut untuk meningkatkan kestabilan struktur.

Pasang pendakap sudut
&
Tingkatkan kestabilan
&
Pertimbangkan tujahan sisi yang dihantar oleh ubah bentuk purlin

• Kestabilan luar satah struktur rangka keluli secara langsung mempengaruhi kapasiti galas beban struktur. Pendakap penjuru hendaklah dipasang di kawasan tekanan rasuk pepenjuru bumbung (di cornice dan rabung bumbung berbilang rentang).

• Pendakap penjuru yang ditetapkan pada kedua-dua sisi boleh mengurangkan panjang dikira luar satah bagi rasuk condong bumbung kecil dan meningkatkan kestabilan pada premis untuk memenuhi keperluan kedudukan titik sokongan dan nisbah kelangsingannya sendiri.

• Begitu juga, menetapkan pendakap sudut pada tiang rangka keluli dan tiang kalis angin juga merupakan langkah yang berkesan untuk meningkatkan kestabilan keseluruhan struktur.

• Perlu diingatkan di sini bahawa pendakap sudut yang disusun pada satu sisi rentang sisi harus mempertimbangkan sepenuhnya pengaruh tujahan sisi yang dihantar oleh ubah bentuk purlins.

7. Berikan ketebalan dan keperluan kekuatanpanel bumbung

• Jika ketebalan atau kekuatan panel bumbung tidak memenuhi keperluan, di bawah tindakan beban salji, ia akan menyebabkan ubah bentuk berlebihan plat keluli berprofil bumbung, pengasingan gesper, keretakan meterai, dan lain-lain, mengakibatkan kebocoran.

• Artikel 11.1.4 daripada 《Spesifikasi menyatakan bahawa sifat mekanikal substrat bumbung dan panel dinding yang menggunakan plat keluli berprofil bersalut warna harus mematuhi keperluan standard kebangsaan semasa 《Plat Keluli Berkontur untuk Pembinaan ekspres GB/T 12755 , dan kekuatan hasil substrat tidak boleh kurang daripada 350N/mm², dan kekuatan hasil substrat plat penyambung snap-on tidak boleh kurang daripada 500N/mm². Ini harus dijelaskan dalam dokumen reka bentuk.

8. Tekanan angin asas hendaklah dikuatkan sebanyak 1.1 kali dan faktor penguatan beban angin hendaklah memenuhi keperluan 《Spesifikasi Am untuk Struktur Kejuruteraan ekspres GB55001-2021

• Dalam cuaca ribut salji, gabungan beban angin dan salji pada masa yang sama adalah ujian yang lebih teruk untuk keselamatan struktur. Nilai beban angin yang betul adalah penting.

• μw dalam formula pengiraan untuk nilai standard beban angin dalam Perkara 4.2.1 《Spesifikasi ekspres dipanggil pekali beban angin, yang berbeza daripada pekali jenis pembawa beban angin μs dalam 《Spesifikasi beban struktur bangunan ekspres GB{ {3}}.

• Thestruktur besirumah ringan kerangka portal adalah struktur yang agak sensitif terhadap beban angin. Oleh itu, apabila mengira rangka keluli utama, pekali 1.1 adalah peningkatan yang sesuai dalam tekanan angin asas, bukan faktor penguatan beban angin. Menurut 《Spesifikasi Umum untuk Struktur Kejuruteraan menyatakan Artikel 4.6.5 GB55001-2012 menetapkan bahawa faktor penguatan beban angin tidak kurang daripada 1.2 perlu dipertimbangkan untuk struktur galas tegasan utama.

• Ekspres 《Spesifikasi tidak menetapkan pekali beban angin parapet. Semasa reka bentuk, nilai boleh ditentukan mengikut pekali bentuk beban angin yang sepadan dalam《Spesifikasi beban struktur bangunan ekspres GB50009-2012. Pengiraan beban angin bagi struktur tegar pintu dengan parapet yang lebih tinggi hendaklah berdasarkan reka bentuk sampul ekspres 《Spesifikasi ekspres dan 《Spesifikasi beban struktur bangunan.

9. Purlin bumbung dilengkapi dengan pendakap dua lapis

rangka keluli utama
&
parapet

• Untuk mengelakkan purlin daripada menjadi tidak stabil, pendakap dan pendakap di antara purlin hendaklah diletakkan pada bahagian yang menanggung tekanan pada purlin.

• Disebabkan oleh tekanan pada bahagian atas purlin di bawah gabungan beban mati dan beban hidup. Bahagian bawah purlin dimampatkan di bawah gabungan beban mati dan beban angin. Kedua-dua keadaan kerja ini perlu dipertimbangkan pada masa yang sama, jadi sistem ikatan dua lapis harus digunakan.

• Apabila bebibir bawah purlin disambungkan ke papan pelapik, papan pelapik boleh menggantikan fungsi sistem pendakap bawah, dan hanya sistem pendakap atas boleh disediakan.

• Selain meningkatkan kestabilan luar satah purlin secara berkesan, pendakap dua lapis juga bermanfaat untuk pembetulan dan pemulihan purlin yang cacat selepas bencana salji.

10. Sediakan keperluan untuk penyingkiran salji tepat pada masanya semasa digunakan. Reka bentuk pencairan salji atau kemudahan keselamatan pembersihan salji adalah disyorkan

Bersihkan salji dengan segera
&
Pemanasan rumah
&
Kemudahan memasang tali keselamatan

• Ketumpatan salji boleh dikira secara kasar sebagai 150㎏/m³. Berdasarkan tekanan salji asas 60㎏/㎡ yang berlaku sekali dalam seratus tahun di kawasan itu, ketebalan salji reka bentuk ialah 40㎝.

• Memandangkan kestabilan dan ekonomi purlin bumbung, cerun bumbung rangka keluli portal biasanya lembut (1/8~1/20), jadi walaupun salji di atas bumbung yang mengalir bebas tidak mudah tergelincir secara semula jadi.

• Apabila pengumpulan salji di atas bumbung lebih besar daripada ketebalan yang direka, akan ada bahaya keselamatan. Oleh itu, unit reka bentuk harus menyediakan keperluan pembersihan salji tepat pada masanya dalam dokumen reka bentuk berdasarkan keadaan sebenar projek.

• Pemanasan rumah boleh mengurangkan ketebalan salji dengan berkesan, atau reka bentuk pencairan salji yang disasarkan boleh dijalankan di kawasan utama seperti longkang, supaya air salji cair dapat disalirkan dengan lancar dan pengumpulan ais tempatan dapat dikurangkan.

• Reka bentuk bumbung harus mempertimbangkan terlebih dahulu kemudahan penetapan tali keselamatan semasa penyingkiran salji manual.

11. Langkah berjaga-jaga untuk pembinaan dan penggunaan

Jaminan kualiti
&
Kesedaran keselamatan

Semasa proses pembinaan, kualiti fabrikasi dan pemasangan komponen hendaklah dipastikan bagi mengelakkan kemerosotan prestasi struktur akibat pembinaan yang tidak betul. Semasa penggunaan, pengguna harus meningkatkan kesedaran keselamatan dan mengelakkan pengumpulan salji yang berlebihan di atas bumbung atau aktiviti lain yang boleh menyebabkan kerosakan pada struktur.

Ketumpatan salji dan kesan salji yang ditiup angin

1. Ketumpatan salji

Definisi
&
Julat perubahan
&
Kepentingan
&
Kaedah pengukuran

• Definisi:Ketumpatan salji merujuk kepada kandungan air per unit isipadu dalam lapisan salji di atas tanah, biasanya dalam gram/sentimeter padu.

• Julat perubahan:Ketumpatan salji berbeza-beza secara meluas. Ketumpatan salji lembut yang baru jatuh adalah rendah, mungkin hanya {{0}}.04-0.1 g/sentimeter padu, manakala ketumpatan salji semasa pencairan boleh mencapai 0.{ {4}}.7 g/sentimeter padu. Ketumpatan purata salji adalah kira-kira antara 0.2-0.25 g/sentimeter padu.

• Kepentingan:Ketumpatan salji ialah parameter fizikal yang penting, yang sangat penting untuk penyelidikan keseimbangan air di kawasan yang dilitupi salji, simulasi air larian salji, ramalan runtuhan salji, dan pengiraan beban salji padabangunan. Pada masa yang sama, memahami taburan spatiotemporal ketumpatan salji akan membantu mengkaji taburan spatiotemporal dan penggunaan rasional sumber air salji.

• Kaedah pengukuran:Terdapat dua kaedah yang biasa digunakan untuk mengukur ketumpatan salji: kaedah penimbangan dan isipadu sisi air salji cair.

2. Kesan angin dan salji

Definisi

&

Proses pembentukan

&

Bahaya

• Definisi:Salji yang ditiup angin merujuk kepada fenomena semula jadi angin kencang yang membawa salji, juga dikenali sebagai aliran salji angin. Ia adalah cecair khas yang agak kompleks yang sangat berbahaya. Mengikut keamatan dan aspek lain, ia boleh dibahagikan kepada tiga kategori: angin bertiup rendah, angin bertiup kencang dan ribut salji.

• Proses pembentukan:Pembentukan salji yang ditiup angin adalah berkaitan dengan kelajuan angin permulaan dan pengangkutan salji. Memulakan kelajuan angin merujuk kepada kelajuan angin kritikal yang menyebabkan zarah salji mula berlari, dan berkaitan dengan ketumpatan, saiz zarah, pekali kelikatan salji dan keadaan luaran seperti sinaran suria, suhu, kekasaran tanah, dll. Apabila kelajuan angin mencapai kelajuan angin permulaan, aliran udara akan membentuk sekumpulan vorteks kecil dalam arah mendatar dan menegak di sepanjang permukaan salji, mengambil zarah salji dan mengalirkannya dalam pelbagai bentuk di atas tanah atau di lapisan udara berhampiran tanah.

• Bahaya:Salji yang ditiup angin mempunyai kesan pengagihan semula pada pek salji semula jadi dan boleh menghasilkan lapisan salji yang lebih tebal daripada pek salji semula jadi. Pada masa yang sama, salji yang ditiup angin juga boleh menyebabkan bencana di kawasan pertanian, seperti mengangkut sejumlah besar salji dari tanah ladang dan padang rumput ke tempat lain, menjejaskan tanah ladang yang memerlukan salji untuk menyimpan air dan melindungi kelembapan tanaman.

Ringkasnya, ketumpatan tinggi salji dan kewujudan kesan salji yang ditiup angin adalah kedua-dua fenomena iklim berkaitan salji, yang mempunyai kesan tertentu terhadap alam sekitar dan aktiviti manusia. Pada musim sejuk, terutamanya di kawasan dengan salji lebat, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada perubahan dalam fenomena ini dan kemungkinan kesannya.

Bagaimana untuk mengira beban salji struktur keluli rangka portal rumah ringan

Apabila mengira beban salji pada struktur keluli arumah ringan bingkai portal, langkah-langkah berikut perlu diikuti:

Tentukan tekanan salji asas
&
Pertimbangkan pekali taburan salji

&

Kira nilai piawai beban salji

&

Pertimbangkan pengumpulan dan pencairan salji

&

Tentukan beban salji pada anggota struktur

1. Tentukan tekanan salji asas:

Berdasarkan keadaan iklim dan data salji sejarah di kawasan itu, rujuk spesifikasi beban struktur bangunan tempatan atau data daripada jabatan meteorologi untuk mendapatkan nilai tekanan salji asas di kawasan tersebut.

2. Pertimbangkan pekali taburan salji:

Mengikut spesifikasi (seperti GB 50009-2012), pertimbangkan pekali taburan salji μr-bumbung. Pekali ini mencerminkan taburan salji yang tidak sekata di atas bumbung.

3. Kira nilai piawai beban salji:

Darabkan tekanan salji asas dengan pekali taburan salji untuk mendapatkan nilai piawai beban salji. Nilai ini mewakili berat salji setiap unit luas.

4. Pertimbangkan pengumpulan dan pencairan salji:

Di kawasan tertentu, seperti tempat yang mempunyai ketumpatan salji yang tinggi atau di mana terdapat kesan salji yang ditiup angin, pertimbangan tambahan perlu diberikan kepada pengumpulan dan proses pencairan salji 5. Kesan terhadap beban salji.

5. Tentukan beban salji pada anggota struktur:

• Untukpanel bumbungdan purlin, beban salji biasanya dikira berdasarkan senario terburuk untuk taburan salji yang tidak sekata.
• Untuk kekuda bumbung dan cangkerang gerbang, kaedah pengiraan beban salji yang berbeza boleh digunakan mengikut taburan salji (seperti taburan seragam merentasikeseluruhan rentang, taburan tidak sekata, dan taburan seragam sepanjang separuh rentang).
• Untuk bingkai dan lajur, beban salji biasanya dikira berdasarkan taburan seragam salji merentasi keseluruhan rentang.

6. Lakukan kombinasi beban:

Gabungkan beban salji dengan jenis beban lain (seperti berat mati, beban hidup dan beban angin) untuk menentukan jumlah beban pada struktur. Biasanya, beban salji ditindih dengan jenis beban lain dalam perkadaran atau faktor.

Sila ambil perhatian bahawa langkah di atas hanya menyediakan rangka kerja asas, dan kaedah pengiraan khusus serta nilai parameter mungkin berbeza-beza bergantung pada wilayah, jenis bangunan dan keperluan reka bentuk.
Oleh itu, dalam pengiraan sebenar, adalah disyorkan untuk merujuk kepada kod beban struktur bangunan tempatan dan manual reka bentuk, atau berunding dengan jurutera struktur profesional untuk mendapatkan bimbingan dan bantuan.