Kar direnci açısından portal çerçeveli hafif ev çelik yapılarının tasarımında önemli noktalar
Kar yoğunluğu ve rüzgarla savrulan kar efektleri
Portal çerçeveli hafif evin çelik yapısının kar yükü nasıl hesaplanır?
Hafif çelik çatı
&
Hafif çelik çatı sistemi
- Hafif çelik çatı kaplama, çatı panellerinin hafif olduğu (profilli çelik paneller veya hafif sandviç paneller) ve genellikle aşıklara kendinden kılavuzlu vidalarla sabitlendiği bir çatı kaplama sistemini ifade eder.
- hafif çelik çatı sistemikatı ağ çelik kirişler veya kafes kirişler üzerinde desteklenir. Kafes kirişler üçgen, yamuk, fusiform, üç mafsallı kafes kirişler vb. şeklindedir ve ince duvarlı köşebent çelikten, yuvarlak borulardan, kare borulardan vb. yapılabilir. İşleme ve üretim daha hantal olduğundan, bunlar yavaş yavaş masif ağ çelik kirişlerle değiştirildi. Dikey stres taşıyan elemanlar çelik kolonlar veya beton kolonlar olabilir. Tek katlı fabrika binalarının en yaygın yapısal biçimi,portal çerçevesiçelik kirişlerin ve çelik kolonların sabit bir şekilde entegre edildiği.
Genel istikrar
&
Destek sistemi
- Portal çerçeve yapısının bükülme sertliği küçük, burulma sertliği ve genel sertliği zayıf olduğundan, yapısal sistemin genel stabilitesinin tasarım sırasında tam olarak dikkate alınması gerekir.
- Bu, tasarım sırasında, her bir sıcaklık bölgesinin bağımsız olarak mekansal olarak stabil bir yapı oluşturan bir destek sistemi ile donatılabilmesini sağlamak için yapısal destek sistemi ve köşe desteklerinin düzenlenmesine dikkat edilmesi gerektiğini gerektirir.
《Portal Çerçeveli Hafif Evlerin Çelik Yapılarına İlişkin Teknik Özellikler
(bundan sonra "Teknik Özellikler ifadesi" olarak anılacaktır)
- 《Portal Çerçeveli Hafif Evlerin Çelik Yapıları için Teknik Şartname'ye göre GB51022-2015 (bundan sonra 《Teknik Özellikler ifadesi olarak anılacaktır), "Portal Tipi Çerçeveli Hafif Evler"tek katlı çelik yapı evleri. Evin yüksekliği 18 m'den fazla olmayacak ve evin yükseklik/genişlik oranı 1'den az olmayacaktır. Değişken kesitli veya eşit kesitli masif gövdeli rijit çerçeve kullanılacaktır. Muhafaza sistemi, hafif çelik çatı ve hafif dış duvarları benimseyecektir (bazen gömülü olmayan duvar duvarları da kullanılır). Kaldırma kapasitesi, 20 tonu geçmeyen hafif ve orta düzeyde çalışan gezer vinçler veya askılı vinçler olarak ayarlanacaktır.
- Ev yüksekliği 18 m'yi aşan benzer binalar için bileşenlerin mukavemet ve stabilite tasarımı, "Özellikler ifadesine" başvurabilir.
2023 yılında Hebei'deki kar yağışının boyutu önceki yılları aştı. Kısa sürede çok miktarda kar yağdı, bazı binaların çökmesine neden olduhafif çelik yapı fabrika binalarıZamanla kar temizlenemeyince çok sayıda ev deforme oldu ve hasar gördü. Yapılan incelemenin ardından çöken binaların temelde daha önce tasarlanıp inşa edilen hafif çelik yapılı fabrika binaları olduğu belirlendi. Yeni tasarlanan hafif çelik yapı binaları nispeten hafif hasar gördü.
Kar direnci açısından portal çerçeveli hafif ev çelik yapılarının tasarımında önemli noktalar
1. Tasarım kar yükü değerini uygun şekilde artırın
- Portal çelik çerçeve hafif evin çelik yapı çatısı hafif olup kar yüküne duyarlı bir yapıdır.
- Kar yükü genellikle bir kontrol yüküdür. Aşırı kar yükü altında, özellikle ciddi sonuçlar doğurabilecek genel yapısal hasara neden olmak kolaydır. Temel kar basıncı uygun şekilde artırılmalıdır.
- Mevcut ulusal standart olan 《Bina Yapıları için Yük Kodu ekspres GB-50009'ye göre, kar yüklerine duyarlı yapıların 100 yıllık geri dönüş periyoduyla kar basıncını kullanması gerekir.
- Cangzhou Şehri alanı 0.2KN/㎡'dir (metrekare başına 20 kilogram). Kar temizlemenin zor olduğu dış oluklu veya korkuluklu binalar için tasarım kar yükü değeri buna göre uygun şekilde artırılmalıdır.
2. Yerel kar birikimini azaltabilecek bir çatı formu benimseyin
Tek veya çift eğimli çatı
&
Daha küçük çatı eğimi
- Kar felaketi kazalarını azaltmak amacıyla,hafif çelik yapıOrtada büyük kar alanlarının oluşmaması için evler tek eğimli veya çift eğimli çatı şeklini benimsemelidir.
- Yüksek ve alçak açıklıklı çatılar için, yüksek çatılardaki karın alçak çatılara çok fazla sürüklenerek aşırı yerel birikime neden olmasını önlemek için daha küçük bir çatı eğimi kullanılmalıdır.
- Kar birikmesi tehlikesini azaltmak için korkuluk, çatı çıkıntıları vb. kurmayın veya azaltmayın.
3. Hesaplamada kar örtüsünün dağılımı dikkate alınmalıdır.
Ana yapı ve zarf
&
Çatı panelleri ve aşıklar
&
Sert çerçeve eğimli kiriş
- portal çelik çerçeve yapısıaşırı yük kapasitesi zayıftır. Ana yapı ve kabuk yapısı tasarlanırken parapet yakınındaki, bitişik evin duvarına yakın kar yüküne, yüksek ve alçak açıklıkların oluşturduğu yüksek ve alçak çatılara, çok açıklıklı evlerdeki oluklara özellikle dikkat edilmelidir. .
- Portal çerçevesi tasarlanırken “Şartnameler”in 4.3.2 ve 4.3.3 maddelerindeki gereklere kesinlikle uyulmalı, kar dağılım katsayısı dikkate alınmalı, kar birikimi ve sürüklenme yükleri dikkate alınmalıdır.
- Çatı döşemeleri ve aşıklar için kar dağıtım katsayısı, en elverişsiz düzensiz kar dağılımı durumuna göre benimsenmelidir.
- Rijit çerçeve eğimli kirişler, karın tam açıklık boyunca eşit dağılımına, eşit olmayan dağılıma ve yarım açıklık boyunca karın eşit dağılımına göre sarılmalıdır.
4. Portal çelik çerçevenin kiriş ve kolon flanşlarının genişlik-kalınlık oranını uygun şekilde azaltın
- "Şartnameler Ekspres"inin 3.4.1. Maddesi, ana çerçeve elemanının baskı plakaları arasında, I-şekilli kesit elemanının basınç flanş plakasının serbest uzatma genişliğinin kalınlığına oranının, 15εk (εk çelik kalitesi düzeltme faktörüdür, değeri 235'in çelik kalitesindeki akma noktası değerine oranının kareköküdür).
- Madde 3.4.3, sismik etkilerin birleşik etkilerinin yapının tasarımını kontrol etmesi durumunda, I-şekilli kesit elemanının basma flanş plakasının serbest uzatma genişliğinin kalınlığına oranının 13εk'den büyük olmaması gerektiğini şart koşmaktadır.
- Bölgede kar yağışı olasılığının ve yoğunluğunun yüksek olması nedeniyle yapının sismik etkilerle kontrol edilmemesi tavsiye edilmektedir. Genişlik-kalınlık oranı sınırıçelik kolonlar ve kirişlerÇelik kolonlara bağlanan (plastik enerji tüketim alanları) yapının sünekliğini arttırmak ve yapının genel olarak çökmesini önlemek için ayrıca 13εk (S3 seviyesi veya Seviye 4 deprem dayanımı gereksinimlerine eşdeğer) esas alınmalıdır.
5. Tasarım yükü oluğun tamamen sarkmasını dikkate almalıdır.
Çatıda kar birikmesi
&
Yüksek yoğunluklu buz ve kar yükleri
- Soğuk kış havalarında drenajın zayıf olması nedeniyle oluklar donacak ve çatıdan gelen kar da burada birikecektir.
- Tasarım, dış oluktaki yüksek yoğunluklu buz ve kar yükünün yanı sıra çatıdaki kar temizleme işlemi sırasında olası dinamik yük etkilerini de tamamen dikkate almalıdır.
6. Çelik çerçeve kirişleri ve kolonlarıve rüzgara dayanıklı sütunlar, yapısal stabiliteyi artırmak için köşe destekleriyle donatılabilir.
Köşe desteklerini takın
&
Kararlılığı artırın
&
aşık deformasyonu tarafından iletilen yanal itmeyi düşünün
- Çelik çerçeve yapısının düzlem dışı stabilitesi yapının yük taşıma kapasitesini doğrudan etkiler. Çatı çapraz kirişlerinin basınç alanlarına (korniş ve çok açıklıklı çatı sırtlarına) köşe destekleri takılmalıdır.
- Her iki tarafa yerleştirilen köşe destekleri, küçük çatı eğimli kirişinin düzlem dışı hesaplanan uzunluğunu azaltabilir ve destek noktası konumu ve kendi narinlik oranının gerekliliklerini karşılama öncülünde stabiliteyi artırabilir.
- Benzer şekilde, çelik çerçeveli kolonlara ve rüzgara dayanıklı kolonlara köşe destekleri yerleştirmek de yapının genel stabilitesini iyileştirmek için etkili bir önlemdir.
- Burada, yan açıklığın bir tarafında düzenlenen köşe desteklerinin, aşıkların deformasyonu tarafından iletilen yanal itme kuvvetinin etkisini tamamen dikkate alması gerektiğine dikkat edilmelidir.
7. Kalınlık ve mukavemet gereksinimlerini verinçatı panelleri
- Çatı panelinin kalınlığı veya mukavemeti gereksinimleri karşılamıyorsa, kar yükünün etkisi altında, çatı profilli çelik levhanın aşırı deformasyonuna, tokanın ayrılmasına, contanın çatlamasına vb. neden olacak ve bu da sızıntıya neden olacaktır.
- 《Teknik Özellikler Ekspres'inin 11.1.4. Maddesi, renkli kaplamalı profilli çelik plakalar kullanan çatı ve duvar panellerinin alt katmanlarının mekanik özelliklerinin, mevcut ulusal standart olan 《İnşaat için Konturlu Çelik Plakalar ekspres GB/T 12755 gerekliliklerine uygun olması gerektiğini şart koşar. ve alt tabakaların akma mukavemeti 350N/mm²'den az olmamalı ve geçmeli bağlantı plakası alt tabakasının akma mukavemeti 500N/mm²'den az olmamalıdır. Bu durum tasarım belgelerinde açıkça belirtilmelidir.
8. Temel rüzgar basıncı 1,1 kat artırılmalı ve rüzgar yükü yükseltme faktörü, 《Mühendislik Yapıları için Genel Şartnameler ekspres GB55001-2021 gerekliliklerini karşılamalıdır.
- Kar fırtınası havalarında rüzgar ve kar yüklerinin aynı anda birleşimi, yapısal güvenlik açısından daha ciddi bir testtir. Rüzgar yükünün doğru değeri çok önemlidir.
- 《Şartnameler Ekspres Madde 4.2.1'deki rüzgar yükünün standart değeri için hesaplama formülündeki μw, 《Bina yapısal yük spesifikasyonları ifade GB{'deki rüzgar yükü taşıyıcı tipi katsayısından farklı olan rüzgar yükü katsayısı olarak adlandırılır. {3}}.
- Çelik yapıPortal çerçeveli hafif ev rüzgar yüklerine nispeten duyarlı bir yapıdır. Bu nedenle, ana çelik çerçeve hesaplanırken 1,1 katsayısı, rüzgar yükü yükseltme faktörü değil, temel rüzgar basıncında uygun bir artıştır. 《Mühendislik Yapıları için Genel Şartname'ye göre, GB55001-2012'nin 4.6.5. Maddesi, ana stres taşıyan yapı için 1,2'den az olmayan bir rüzgar yükü yükseltme faktörünün dikkate alınması gerektiğini şart koşmaktadır.
- 'Özellikler' ifadesi parapetin rüzgar yükü katsayısını şart koşmaz. Tasarım sırasında değer, 《Bina yapısal yük spesifikasyonları GB50009-2012 ifadesindeki karşılık gelen rüzgar yükü şekil katsayısına göre belirlenebilir. Daha yüksek parapetli kapı rijit yapısının rüzgar yükü hesaplaması, "Özellikler ifadesi" ve "Bina yapısal yük özellikleri ifadesi zarf tasarımı" esas alınarak yapılmalıdır.
9. Çatı aşıkları çift katmanlı desteklerle donatılmıştır
ana çelik çerçeve
&
korkuluk
- Aşıkların dengesiz hale gelmesini önlemek için aşıkların arasındaki askı ve askılar aşıkların basınç taşıyan kısımlarına yerleştirilmelidir.
- Sabit yük ve hareketli yük kombinasyonu altında aşıkın üst kısmındaki basınç nedeniyle. Aşıkın alt kısmı ölü yük ve rüzgar yükünün birleşimi altında sıkıştırılır. Bu iki çalışma koşulunun aynı anda dikkate alınması gerektiğinden çift katmanlı bağlama sistemi kullanılmalıdır.
- Aşık alt flanşı bir astar tahtasına bağlandığında, astar tahtası alt destek sisteminin işlevini yerine getirebilir ve sadece üst destek sistemi sağlanabilir.
- Aşıkların düzlem dışı stabilitesini etkili bir şekilde arttırmanın yanı sıra, çift katmanlı destekler aynı zamanda kar felaketlerinden sonra deforme olmuş aşıkların düzeltilmesi ve kurtarılmasında da faydalıdır.
10. Kullanım sırasında karların zamanında temizlenmesi için gereksinimleri sağlayın. Kar eritme tasarımı veya kar temizleme güvenlik tesisleri tavsiye edilir
Karları acilen temizleyin
&
Ev ısıtma
&
Emniyet halatı sabitleme tesisleri
- Kar yoğunluğu kabaca 150㎏/m³ olarak hesaplanabilir. Bölgede yüz yılda bir meydana gelen 60㎏/㎡'lik temel kar basıncına göre tasarım kar kalınlığı 40㎝'dir.
- Çatı aşıklarının stabilitesi ve ekonomisi göz önüne alındığında, portal çelik çerçevenin çatı eğimi genellikle yumuşaktır (1/8~1/20), dolayısıyla serbest drenajlı çatıdaki karın bile doğal olarak kayması kolay değildir.
- Çatıda biriken kar, tasarlanan kalınlıktan fazla olduğunda güvenlik tehlikesi ortaya çıkacaktır. Bu nedenle tasarım birimi, projenin gerçek koşullarına dayalı olarak tasarım belgelerinde kar temizleme gereksinimlerini zamanında sağlamalıdır.
- Evin ısıtılması, kar kalınlığını etkili bir şekilde azaltabilir veya oluklar gibi önemli alanlarda hedeflenen kar eritme tasarımı gerçekleştirilebilir, böylece eriyen kar suyu sorunsuz bir şekilde tahliye edilebilir ve yerel buz birikimi azaltılabilir.
- Çatı tasarımında, elle kar temizleme sırasında emniyet halatlarının sabitleme olanakları önceden dikkate alınmalıdır.
11. Yapım ve kullanım için önlemler
Kalite güvencesi
&
Güvenlik bilinci
İnşaat süreci sırasında, uygunsuz inşaat nedeniyle yapısal performansta bozulmayı önlemek için bileşenlerin imalat ve montajının kalitesi sağlanmalıdır. Kullanım sırasında kullanıcılar güvenlik bilincini arttırmalı ve çatıda aşırı kar birikmesinden veya yapıya zarar verebilecek diğer faaliyetlerden kaçınmalıdır.
Kar yoğunluğu ve rüzgarla savrulan kar efektleri
1. Kar yoğunluğu
Tanım
&
Değişim aralığı
&
Önem
&
Ölçüm yöntemleri
- Tanım:Kar yoğunluğu, zemindeki kar tabakasındaki birim hacim başına su içeriğini, genellikle gram/santimetre küp cinsinden ifade eder.
- Değişim aralığı:Kar yoğunluğu büyük ölçüde değişir. Yeni yağan yumuşak karın yoğunluğu düşüktür, belki yalnızca {{{0}}.04-0.1 g/santimetreküp iken, erime sırasında karın yoğunluğu 0'a ulaşabilir.{ {4}},7 g/santimetreküp. Karın ortalama yoğunluğu kabaca 0,2-0,25 g/santimetre küp arasındadır.
- Önem:Kar yoğunluğu, karla kaplı alanlardaki su dengesi araştırmaları, kar erimesi akışının simülasyonu, çığ tahmini ve kar yüklerinin hesaplanması için büyük önem taşıyan önemli bir fiziksel parametredir.binalar. Aynı zamanda, kar yoğunluğunun uzay-zamansal dağılımının anlaşılması, zaman-uzaysal dağılımın ve kar suyu kaynaklarının rasyonel kullanımının incelenmesine yardımcı olacaktır.
- Ölçüm metodu:Kar yoğunluğunu ölçmek için yaygın olarak kullanılan iki yöntem vardır: tartım yöntemi ve erimiş kar suyunun yan hacmi.
2. Rüzgar ve kar etkisi
Tanım
&
Oluşum süreci
&
Tehlikeler
- Tanım:Rüzgârla savrulan kar, rüzgâr-kar akışı olarak da bilinen kuvvetli rüzgârların kar taşıması şeklindeki doğal fenomeni ifade eder. Son derece zararlı olan nispeten karmaşık özel bir sıvıdır. Şiddetine ve diğer yönlere göre üç kategoriye ayrılabilir: düşük esen rüzgar, yüksek esen rüzgar ve kar fırtınası.
- Oluşum süreci:Rüzgârla savrulan karın oluşumu, başlangıçtaki rüzgâr hızı ve kar taşınmasıyla ilgilidir. Başlangıç rüzgar hızı, kar parçacıklarının hareket etmeye başlamasına neden olan kritik rüzgar hızını ifade eder ve karın yoğunluğu, parçacık boyutu, viskozite katsayısı ve güneş radyasyonu, sıcaklık, zemin pürüzlülüğü vb. gibi dış koşullarla ilişkilidir. Rüzgar hızı Başlangıç rüzgar hızına ulaştığında, hava akışı, kar yüzeyi boyunca yatay ve dikey yönlerde bir grup küçük girdap oluşturacak, kar parçacıklarını toplayacak ve onları çeşitli şekillerde yerde veya yere yakın hava katmanında çalıştıracaktır.
- Tehlikeler:Rüzgârla savrulan kar, doğal kar kütlesi üzerinde yeniden dağıtım etkisine sahiptir ve doğal kar kütlesinden daha kalın bir kar tabakası oluşturabilir. Aynı zamanda rüzgarla savrulan kar, tarım alanlarında ve meralardan büyük miktarlarda karın başka yerlere taşınması, su depolamak ve mahsulün nemini korumak için kara ihtiyaç duyan tarım arazilerini etkilemek gibi tarım alanlarında felaketlere de neden olabilir.
Kısacası kar yoğunluğunun yüksek olması ve rüzgârla savrulan kar etkisinin varlığı, hem çevre hem de insan faaliyetleri üzerinde belirli bir etkiye sahip olan, karla ilişkili iklim olaylarıdır. Kış aylarında özellikle kar yağışının yoğun olduğu bölgelerde bu olaylarda meydana gelen değişikliklere ve bunların olası etkilerine dikkat etmek gerekir.
Portal çerçeveli hafif evin çelik yapısının kar yükü nasıl hesaplanır?
Bir çelik yapının kar yükünün hesaplanmasındaportal çerçeve hafif eviçin aşağıdaki adımların izlenmesi gerekir:
Temel kar basıncını belirleyin
&
Kar dağıtım katsayısını göz önünde bulundurun
&
Kar yükünün standart değerini hesaplayın
&
Kar birikimini ve erimesini düşünün
&
Yapı elemanları üzerindeki kar yüklerinin belirlenmesi
1. Temel kar basıncını belirleyin:
Bölgedeki iklim koşullarına ve geçmiş kar yağışı verilerine dayanarak bölgedeki temel kar basıncı değerini elde etmek için yerel bina yapısı yük spesifikasyonlarına veya meteoroloji departmanı verilerine başvurun.
2. Kar dağıtım katsayısını göz önünde bulundurun:
Spesifikasyonlara göre (GB 50009-2012 gibi), μr-çatı kar dağılım katsayısını göz önünde bulundurun. Bu katsayı, karın çatıdaki eşit olmayan dağılımını yansıtır.
3. Kar yükünün standart değerini hesaplayın:
Kar yükünün standart değerini elde etmek için temel kar basıncını kar dağılım katsayısıyla çarpın. Bu değer birim alana düşen kar ağırlığını temsil eder.
4. Kar birikimini ve erimesini düşünün:
Kar yoğunluğunun yüksek olduğu veya rüzgârla savrulan kar etkisinin olduğu yerler gibi belirli bölgelerde, karın birikmesi ve erime sürecine ilave önem verilmesi gerekmektedir. 5. Kar yüküne etkisi.
5.Yapı elemanları üzerindeki kar yüklerini belirleyin:
- İçinçatı panellerive aşıklar için kar yükleri genellikle karın eşit olmayan dağılımına ilişkin en kötü senaryoya göre hesaplanır.
- Çatı makasları ve kemer kabukları için karın dağılımına göre (tüm yüzey boyunca düzgün dağılım gibi) farklı kar yükü hesaplama yöntemleri kullanılabilmektedir.tüm aralık, eşit olmayan dağılım ve yarım açıklık boyunca düzgün dağılım).
- Çerçeveler ve sütunlar için kar yükleri genellikle karın tüm açıklık boyunca eşit dağılımına göre hesaplanır.
6. Yük kombinasyonlarını gerçekleştirin:
Yapı üzerindeki toplam yükü belirlemek için kar yüklerini diğer yük türleriyle (ölü ağırlık, canlı yükler ve rüzgar yükleri gibi) birleştirin. Tipik olarak kar yükleri, oranlar veya faktörler bakımından diğer yük türleriyle üst üste bindirilir.
Yukarıdaki adımların yalnızca temel bir çerçeve sağladığını ve özel hesaplama yöntemleri ile parametre değerlerinin bölgeye, bina tipine ve tasarım gereksinimlerine göre değişebileceğini lütfen unutmayın.
Bu nedenle, gerçek hesaplamalarda yerel bina yapısı yük kurallarına ve tasarım kılavuzlarına başvurulması veya rehberlik ve yardım için profesyonel bir yapı mühendisine danışılması önerilir.
