淺談玻璃雨棚設計施工

玻璃雨蓬，透明的玻璃，簡單的框格、拉桿，繩索等簡單的結構。作為具有裝飾效果的外圍護結構，被建筑師們廣泛采用來實現自己的設計風格。然而國內不少建筑都趕時髦，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。有的設計和施工單位，對玻璃雨蓬的特點、用途、設計、制造和安全性缺乏真正認識的情況下，也敢設計，也敢盲目施工。把此類雨蓬看的太簡單，結果造成質量低劣，玻璃破裂，危及安全。

雨蓬的設計是一個很寬的話題，結構布置、截面選擇、支座條件、荷載計算及組合、節點構造、排水等等。我主要針對雨蓬中幾個有爭議的問題表達一下自己的觀點。

1、荷載計算

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

1)恒載""""計算玻璃考慮玻璃的自重，計算構件要考慮玻璃、構件等本身的自重。

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《荷載規范取值》，雪載不與活載同時考慮，兩者中應取較大者。

4)地震荷載" ""6、7度設防地區的雨蓬一般可以不考慮地震荷載，如果考慮也應該是豎向地震，不必考慮水平地震。

5)風荷載""""風荷載是最難也最有爭議的荷載;我先談一下高度變化系數，得到高度變化系數有兩種方法，一是采用《荷載規范》條文說明中的公式，二是直接查《荷載規范》的表7.2.1;但高度比較小時，兩者得到的數據有較大的差異，應該以《荷載規范》表7.2.1為準。負風壓體型系數取為-2.0，這基本上沒有爭議，正風壓體形系數則無相關規范可以遵循，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;有人認為可以參考《荷載規范》中“單坡及雙坡頂蓋”，獨立雨蓬正風壓體形系數可以遵循此條取為1.0。我認為大門口的雨蓬和獨立雨蓬不一樣，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，所以正風壓體形系數應該比獨立雨蓬要小，正風壓體形系數應該小于1.0，至于具體是多少絕對不是我們在這里討論討論就可以決定的，這是要經過大量的風洞試驗才能確定的，如果《荷載規范》不對此做出規定，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，從來沒聽說過被風吹掉下來過，如果按照有些計算把體形系數取為1.5的話，那么向下組合比向上組合還大，應該是向下破壞，顯然與實際不符。"因為氣流向上，非獨立雨蓬考慮向下組合時我個人一般不考慮風荷載，下面的荷載組合可以看到。

2、荷載組合

1)向上組合""

1.4風荷載標準值-1.0恒載標準值""""""

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恒載標準值+1.4*"Max{活載標準值，雪載標準值}

恒載起控制作用:1.35恒載標準值+1.4*0.7*Max{活載標準值，雪載標準值}

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，對于非雙軸對稱截面梁來說，向下組合可能會引起失穩問題。我舉個例子，如果雨蓬主梁采用T型鋼截面，向下組合可能導致T型梁腹板自由一側失穩，向上組合則沒有這個問題。

3、拉桿長細比問題

《鋼結構規范》規定長細比不宜大于150，但是對于雨蓬的拉桿來說，這個要求太苛刻了，拉桿粗了笨重難看，細了又不滿足150的要求。我覺得我們要好好領會鋼結構規范“不宜”這兩個字，“不宜”不是不可以，只是要慎重對待，既作為受力構件又作為裝飾構件的拉桿就“宜”適當放寬，建議長細比在200以內，當然也不是一定不能超過，只要考慮實際的長細比所對應的穩定系數計算通過即可。我經常看到有計算書考慮負風壓時“假設”或者“認為”拉桿(其實是壓桿)不起作用了，這是要不得的，假設都是有條件的，拉桿只要不失穩，就仍然起著主要的作用，你這一假設，就與實際情況相差十萬八千里了。

對于拉桿我們應該根據不同的平面寬度，不同的雨篷連接方式采取相應的處理方法

a、對于小于2000mm點支式的玻璃，一般梁的截面計算結果較小，而玻璃點支空間要求較大，所以為了截面的美觀不便于直接使用計算結果的截面大小，而考慮美觀與人的心理接受截面的大小而設計。這時的單部撓度變形很小，所以如果建筑師在立面要求的拉桿，這時拉桿可以采用非結構件的裝飾拉桿，可不做計算，甚至可以是空心薄壁鋼管。

b、對于較大的平面分格的雨篷我們應根據鋼梁的可連接主體的結構的情況，先安置主受力梁，這多于結構柱的分布位置，一般主體梁不希望在它的受拉區設置較大的外彎與偏心集中載。這樣你可以在柱位置設置主受力梁，此時的梁底部連接可以根據情況設置不同的連接方式，但因減小主體負載與節約埋件成本，建議鉸連接。此處拉桿按負風壓情況分析，按受壓長細比設計不大于1/150。這時你得聯系休型，不可只考慮成本選取薄壁的鋼材(推薦厚壁細桿，因為厚板的焊縫計算可能不會小于6~8mm，所以拉桿的堵頭板也不會太薄)。主受力梁間采用側向聯系桿連接，一方面增強側向穩定，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，因為他們的受力型式是簡支梁的。

4、玻璃強度許用問題

我們知道雨蓬和幕墻玻璃的需用強度不一致，這確實是一個令人困擾的問題，對于12mm的鋼化玻璃，幕墻的需用強度是84MPa，而雨蓬的是42MPa，我猜想規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。但是既然規范是這樣，建議大家計算雨蓬玻璃時還是按照《建筑玻璃應用技術規5、玻璃撓度控制問題幾個原則:小于1/60，不積水(和坡度相關)，自重下不能讓人肉眼能容易觀察出來(這個和撓度及雨蓬高度都相關)。

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