土木吧丨积水荷载来了!

文摘   2024-12-20 21:02   天津  

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问题

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    在《工程通规》第 4. 2. 10 条中, 关于屋面积水荷载的规定如下:

对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载,应采取构造措施加以防止;必要时,应按积水的可能深度确定屋面活荷载。

    轻屋面钢结构对雪荷载较敏感,那么对雨水造成的积水荷载就更敏感,所以,《工程通规》把采取可靠措施防止积水活荷载列为了强制性条文。考虑采取何种措施防止不可控的积水荷载,是设计轻钢屋盖的重要内容。

分析

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    屋面排水分为自由排水和有组织排水。前者为自由散排,不存在屋面积水问题,后者通过屋面雨水沟和下水管体系排出雨水。

    屋面积水的原因有以下几个方面。

    1)两个专业的设计依据不同

    给水排水专业对屋面雨水排水是按当地或相邻地区暴雨强度公式计算确定的。各类建筑屋面雨水排水管道工程的重现期不小于表 2.4-1 中的规定值。


分析

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    从表 2.4-1 中可以看出,给水排水专业的屋面雨水排水设计依据的设计重现期,对一般性建筑物屋面是5年,对重要公共建筑屋面是不低于10年。而结构设计的使用年限一般是50年,重要的公共建筑是100年。这样就有可能在结构的工作年限内遭遇超过给水排水专业设计重现期的较大降雨。雨水漫过积水沟时,如果没有其他的排水措施,就会对轻钢结构安全造成影响。

    2)突降暴雨

    建筑结构的设计基准期为 50 年,远大于各类建筑屋面雨水排水管道工程设计重现期。

    屋面有组织排水是通过当地的暴雨强度公式和一定的经验进行排水沟及雨水管的设计,达到排水的目的。可是下雨是老天爷的事儿,遇到突降暴雨,超过历史上重现期的最大降雨量,必然导致屋面排水超出设计水平,就会出现流过雨水管的排水量不及降雨鼠,造成排水不畅,使屋面上的雨水越积越多, 对屋面承重结构造成安全隐患乃至导致破坏。

    3)雨水管堵塞

    雨水管是暴露在:室外的,经过风吹雨淋很容易在管内生出小草,随着小草的生长雨水管就会发生堵塞. 造成排水 不畅。

解答

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    设计人员只能按已有的资料,并以一定的经验作为设计依据来解决排水不畅的问题,但不能无限量地放大已知量。

    考虑屋面积水荷载分为无女儿墙和有女儿墙两种情况。

    1)无女儿墙的设计方法

    无女儿墙时采用计算方法,最大积水荷载的取值按天沟积满水后可以溢出的情况考虑. 其计算简图见图 2.4-1。

解答

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    2)有女儿墙的设计方法

    有女儿墙时采用计算与构造相结合的方法,除按天沟积满水考虑积水荷载外,还应在天沟顶位置设置溢水孔槽(需与建筑专业和给水排水专业协商),见图 2.4-2。

    外天沟溢水孔槽的宽度不小于 300mm, 高度不小于 100mm。内天沟溢水孔槽的宽度与内天沟宽度相同,高度不小于100mm

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