构力PC丨五分钟学会如何布置门式刚架屋面雪荷载- 大数跨境

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构力PC丨五分钟学会如何布置门式刚架屋面雪荷载

北京构力科技有限公司

2019-08-09

导读：五分钟理解活荷载与雪荷载之间的关系以及程序中的“一键雪荷”的实现流程，掌握厂房雪荷载的布置方法。

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文章作者：吴海楠（结构售后技术支持部）

屋盖积雪荷载是位于寒带和温带地区的门式刚架这种轻型厂房中常见的荷载类型之一，由于门式刚架通常跨度较大、构件多数为轻型且板件厚度较薄，属于对雪荷载敏感的结构，因此雪荷载的实现一直是设计人员很关心的问题。目前，门式刚架雪荷载的各种分布情况基本上能够通过人工计算和软件辅助计算进行确定，但我们往往会忽略雪荷载与屋面活荷载的关系以及雪荷载不同分布情况之间的关系，而这些荷载之间的关系却是我们必须要考虑的设计要点。

为了更加方便快捷的布置雪荷载，程序在v4系列版本中增加了“一键雪荷”的功能，该功能推出后，设计人员对该功能实现机制多为一知半解，不甚明了，通过下面的介绍能让设计人员理解活荷载与雪荷载之间的关系以及程序中的“一键雪荷”的实现流程，掌握厂房雪荷载的布置方法。

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从规范角度理解雪荷载与屋面活荷载的关系

门式刚架规范4.5.1条中提出“屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大值。”

荷载规范5.4.3条规定“积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑。”

由于雪荷载分布的多样性，对于此条的理解并不应仅在字面中进行理解，需要结合荷载组合和工程实际进行理解，首先“屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑”这句话可以理解为屋面均布活荷载和雪荷载不同时作用在屋面上，二者的关系是互斥的，不会出现在同一个组合中。积灰荷载与与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑时，积灰荷载与后两者较大值是同时考虑的，也就是积灰荷载与其他活载会同时出现在同一组合中。

以上规范两条中均出现了“应取雪荷载和屋面活荷载中的较大值”这个较大值怎么取，成了关键，在单跨单坡屋面上雪荷载的分布情况只有均匀分布情况，所以很容易根据荷载的数值大小得到较大值，而其他体型的屋面雪荷载都会存在不均匀分布和雪局部堆积的情况，不均匀分布情况下屋面雪荷载存在某些局部区域比屋面活荷载大，而其他区域又比屋面活荷载小的情况，如下图所示，双坡单跨屋面会存在不均匀分布的情况，当左坡雪荷载比屋面雪荷载小时，右坡雪荷载比屋面活荷载大，当右坡雪荷载比屋面雪荷载比屋面活荷载大，所以很多情况下不能简单的取两者较大值来进行荷载输入，此时则需要将屋面均布活荷载和雪荷载作为不同的雪荷载小时，左坡活荷载工况输入到模型当中然后让这些活载工况分别去和其他荷载进行组合，得到最不利的效应。

图1

不同的活荷载工况需要如何输入到模型当中呢？在二维设计程序中可以借助“互斥活载”“相容荷载”来进行输入，互斥活载：不能同时作用在结构上的几组活荷载，它们互为互斥活载。这些活载不会同时出现在同一个组合中。相对应地，相容活载是能够同时作用在结构上的几组活荷载，它们会同时出现在同一个组合中我们称为相容活载。上面提到的根据门式刚架规范的要求，一般的屋面活荷载与雪荷载是二者是不同时考虑（同时出现）的，它们互为互斥活载，而雪荷载各个分布形式下的荷载也是不会同时出现，因此它们之间的关系均为互斥活载的，积灰荷载可以分别和雪荷载或活荷载同时考虑，因此积灰荷载和雪荷载、积灰荷载和屋面活荷载互为相容活载。以荷载组合1.3恒+1.5活为例，分别考虑有无积灰荷载下屋面活荷载和雪荷载的组合原则，如下表所示：

表1 屋面雪荷载活荷载和积灰荷载组合原则

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人工布置雪荷载和屋面活荷载的步骤

下面以一个单跨双坡门式刚架为例，说明雪荷载和屋面活荷载的布置过程：如下图所示的门式刚架，厂房总高度为12米，檐口高度11米，跨20米，跨度9米，基本雪压为0.45kN/m2，屋面均布活荷载取0.5kN/m2。

图2

根据门式刚架规范表4.3.2，单跨双坡屋面雪荷载存在两种分布形式，均匀分布形式和不均匀分布形式，进一步细分，不均匀分布中存在左坡积雪高于右坡的情况以及右坡高于左坡两种情况，因此雪荷载需要考虑三种工况，由于屋面活荷载与雪荷载不能确定较大值，因此需要单独考虑屋面活荷载工况，因此该模型中的活荷载需要分为四种工况，来进行考虑，且它们之间为互斥活载，接下来，我们使用选择荷载布置中的“选择活荷”功能，增加四组互斥活载，即第1组~第4组互斥活载，如下图所示：