輕鋼結構廠房雪災損傷預測及防災措施研究

胡敬盼 蔣 將

(臨沂大學土木工程與建筑學院，山東 臨沂 276000)

輕鋼結構廠房雪災損傷預測及防災措施研究

胡敬盼 蔣 將*

(臨沂大學土木工程與建筑學院，山東 臨沂 276000)

為了解決山東省臨沂地區及周邊城市的輕鋼廠房雪災損傷問題，從臨沂本地的實際情況入手，結合近年來當地雪災對輕鋼廠房的破壞情況進行總結，找出廠房損壞的原因，并制定完善輕鋼結構的措施。通過上述方法，山東臨沂當地的輕鋼廠房的雪災抵御力明顯提升。由此可以得出只要在輕鋼結構方面進行改進，輕鋼廠房在雪災發生后的損壞情況以及造成的損失，都是可以減少甚至避免的，只要在結構、材料設計等方面進行改進，可以提升輕鋼廠房的防災能力。

輕鋼結構廠房，雪災損傷，防災

0 引言

2015年山東臨沂的雪災帶給當地人們深刻的印象，由于當地加工園區非常多，所以有大量的輕鋼廠房，而這場雪災將輕鋼廠房帶給當地人的感官完全變了，大量廠房被壓塌，而這也說明輕鋼廠房需要在防災方面加強研究，要想有效做到防范，就要了解廠房受到損傷的原因。

1 輕鋼結構廠房雪災損傷的原因

1.1雪荷載過大

輕鋼結構被損傷主要是因為雪荷載超過了廠房所能承受的極限[1]。以往輕鋼結構的雪荷載根據規定需要達到40 kg/m2～50 kg/m2，而通常雪災一旦產生，大雪連續數日，雪荷載就會遠遠超過這個標準，達到50 kg/m2以上，臨沂雪災過后，之所以大量的廠房被壓塌，主要原因就是雪荷載超過了輕鋼結構的承受極限，除雪災外，大風也是非常關鍵的因素，廠房的雨篷、女兒墻等位置堆積了大量的雪，導致廠房承受的荷載不均勻，這也是造成損傷的原因。

1.2結構自身問題

雪荷載屬于不可抗力[2]。如果雪荷載超過輕鋼結構的承受極限，廠房損傷是難以避免的。但是很多結構上的問題也比較嚴重，通常門式結構會對雪荷載更加敏感，門式鋼架主要是起到支撐的作用，而且本身構件是相互聯系的，通常采用單一的路線進行連接，一旦缺失一部分，整個結構就會非常不穩定，甚至會出現結構崩潰，因此門式鋼架在結構上也是容易受到損傷，安全性比較差。當雪災出現，鋼架就會受到連續損壞，屋面板會率先出現彎曲，而其他的結構相繼出現問題，整體結構就會被破壞。

1.3設計上的缺陷

設計方面，由于輕鋼結構在建筑業應用范圍非常廣[3]。技術人員也越來越多，操作水平參差不齊，這就導致很多結構設計出來的質量并不高。造成設計問題的原因也有很多，例如一些業主過于在乎造價的問題，為了將造價壓下來，會在材料上進行調整，導致鋼材本身厚度不夠，對荷載的承受能力就會降低。其次就是支撐結構，在建筑業的相關文件中嚴格要求了支撐結構的設計標準，但是很多廠房坍塌后發現，支撐結構有很多不足之處。所以往往屋面會有一部分被壓塌，但是鋼架卻是完好，這說明支撐結構是完全過關的，如果是全面被壓塌，很可能就是支撐結構問題。

1.4使用時缺少維護

廠房交付給業主后，業主并不是都能做到定期對廠房進行檢查[4]。很多輕鋼結構是需要進行維修的，例如一些螺栓和其他的連接部件，這些部位非常容易生銹，很多廠房還處于潮濕狀態下，鋼結構生銹是非常正常的，在這種情況下就要定期對各處結構進行檢查和維修，否則構件的承載力就會降低，從而降低整個輕鋼結構的承載力，對雪災的防范也就下降了。

1.5廠房位置問題

廠房位置主要是決定了承受風力的大小[5]。通常若是周圍建筑物多的廠房，受風力影響就會小很多，而周圍無建筑物的廠房就要承受極大的風力，在雪災發生期間，風力是非常大的，加上雪壓非常重，廠房結構就會受到損壞。

1.6廠房用途

實際上廠房的用途也影響著對雪災的抵御力[6]。很多廠房被用于生產和倉儲，通常廠房用于生產的話，對雪災的抵御力就會強一些，因為倉庫或者辦公用的廠房上積雪是不會融化的，但是生產車間會產生高溫，這種高溫的作用下，積雪就會減少，所以在雪災中往往受到損傷的是用于倉庫的廠房。在山東臨沂的雪災中，大多數被壓塌的輕鋼廠房都是用于倉庫，這與當地的產業有關，當地有很多木材園區，建設了大量的廠房用于儲存木材，所以在雪壓之下很難不受損傷。

1.7與周邊建筑的關系

輕鋼廠房與周邊建筑的關系也會影響其安全性[7]。通常來說是輕鋼廠房借助周邊建筑的支撐力，就會提升整體的安全性，例如一棟廠房處于空曠地帶，周邊沒有任何建筑，而另一棟廠房則是緊鄰一棟吊車梁廠房，由于吊車梁廠房本身較大且可以為輕鋼廠房提供非常大的支撐力，那么一旦雪災到來，處于空曠地帶的廠房可能會倒塌，而后者則是會安全度過，這說明廠房整體安全性是非常重要的。

2 防災措施

2.1屋面活荷載取值

在建設廠房的時候，需要參考相關的文件，輕鋼廠房已經是現代建筑中比較有代表性的類型，而建筑業也陸續出臺了一些技術標準，所以在建設的過程中，需要參考這些文件，其中有關于活荷載的規定，門式鋼架可以在活荷載上設計為0.3 N/m2，其實國外在輕鋼結構方面，對活荷載的規定是非常詳細的，包括還會對附加荷載提出要求，國內建筑業并沒有對此提出詳細的要求，而且國內門式剛架在承載力上的確有待提升，框架比較細，一旦遇到大風或者雪災，非常容易造成安全問題，所以在活荷載取值方面需要慎重，一定要保證達到建筑標準。

2.2合理選擇鋼材

在雪災壓塌的輕鋼廠房中，可以發現很多機構由于連接處不嚴密，導致廠房的保溫層內有一定量的水，這些水將會增加鋼結構受到的荷載，屋面是最容易受到影響的，因此在材料上一定要慎重，需要注意防滲透的問題。此外就是在結構上，一定要杜絕為了節省成本偷工減料的現象，要盡可能選擇厚的鋼板。現階段屋面的鋼板也需要加厚，板材薄是造成損傷的重要原因，因此避免在設計中進行所謂的“優化”，要在板材厚度上盡可能合理，在適當的位置注意加厚。

2.3加強構造措施

很多被積雪壓塌都是以女兒墻為起點，因此女兒墻的設計將會是日后改進的重點，主要是對其高度進行限制，其次就是檁條除了起到承擔梁的作用外，還是支撐結構中非常關鍵的一部分，通常來說，檁條是薄鋼板制成，將薄鋼板進行冷彎，就會成為檁條，而檁條風力的作用下，就會受到壓力，重點是其穩定性需要得到強化，因為一些結構的交接處是非常容易出問題的。

2.4改善結構設計

在結構設計中，需要注意結合當地雪壓的變化，要結合氣候設計，包括前文中所說的荷載控制問題，在選擇荷載標準時，主要是考慮基本雪壓，例如山東臨沂，因為經歷過雪災的損傷，在設計中就要改善其中的不足，對于雪災中出現的問題，需要加強反思，要盡可能考慮全面，結構形式的選擇上需要慎重，要結合當地的需求，例如廠房的用途、位置以及周邊建筑，選擇合適的結構。其次就是廠房的檢查與維護問題，很多建筑忽視了這一步驟，在臨沂雪災后對被壓塌的廠房進行檢查，發現很多結構是之前就已經出現了損壞，但是業主并沒有進行維修，因此對雪災的抵御力被降低，所以在建設過程中需要將這一要點強調給業主，一定要重視廠房的日常維護以及定期檢查。此外需要注意的就是雪災預警，要保持對雪災的警惕，一旦出現雪災及時采取防范措施，這樣才能盡可能避免損失。

3 結語

輕鋼結構的一些優點被建筑業和人們認可，因此近年來對輕鋼結構的應用非常廣泛，也在實際應用中總結出很多新的技術和設計，但是始終還是要以安全性為標準，無論將輕鋼結構用于哪種建筑，都要具備安全性和穩定性。之所以雪災損傷輕鋼廠房的問題近年來成為研究的重點，主要是各地雪災給人們帶來的各方面的損失，這就對國內輕鋼結構形成一次考驗，建筑業需要在設計和施工各方面進行強化，提升輕鋼結構的質量以及實用性，面對雪災也能有一定的抵御力，這樣才能讓輕鋼結構更加完善。

[1] 曾長生.多層輕鋼結構工業廠房的設計與應用分析[J].河南建材，2017(4):136-137.

[2] 鄭 勇.對輕鋼屋蓋結構體系常見設計誤區的討論[J].門窗，2017(6):112,114.

[3] 夏俞超，陳水福.輕鋼結構抗風極限承載力的三維精細分析[J].鋼結構，2017，32(7):54-59.

[4] 董 羽，閆雯嘉.輕型鋼結構廠房的設計與研究[J].科技經濟導刊，2017(6):67.

[5] 王 廠，殷素芳.輕鋼廠房內帶夾層框架結構體系設計方法[J].四川建筑，2016，36(3):222-223,227.

[6] 張道理.單層輕鋼廠房工程結算審計發現的問題與建議[J].山東工業技術，2016(1):113,120.

[7] 楊 梅.輕鋼結構廠房工程現場安裝的測量控制[J].江西建材，2015(17):104-105.

Researchonforecastofsnowdamagesoflightsteelstructureworkshopsanddisasterpreventhonmeasures

HuJingpanJiangJiang*

(CivilEngineeringandArchitectureCollege,LinyiUniversity,Linyi276000,China)

In order to solve the Linyi area of Shandong province and the surrounding cities of light steel plant to a snow disaster damage problems, this article from the actual situation of Linyi local, combined with local snow storms in recent years to summarize damage of light steel plant, find out the cause of the damage of plant, and formulate measures to improve the light steel structure. Through the above method, the snow disaster resistance of the local light steel plant in Linyi, Shandong province is obviously improved. Which can be concluded that as long as the improvements on the light steel structure, light steel plant in the snow disaster after the occurrence of damage and losses, and can be reduced or avoided, as long as the improvements on the structure and material design, can improve light steel plant ability of disaster prevention.

light steel structure workshop, snow damage, disaster prevention

1009-6825(2017)30-0054-03

2017-08-12

胡敬盼(1994- )，男，在讀本科生

蔣 將(1985- )，男，碩士，講師

TU392.5

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