室外金属条板吊顶安全性探讨摘要：本文以火车站风雨棚为例，对大面积室外金属条板吊顶的安全性展开探讨，从构造设计、设计计算等方面对如何保证室外金属条板吊顶的抗风安全性进行探讨。关键词：室外吊顶安全性抗风计算防风构造设计：S611文献标识码：A：1、引言随着社会的不断进步，吊顶的形式越来越多，新材料、新工艺不断开发，在室外吊顶中，金属条板吊顶应用较为广泛。由于室外吊顶存在风荷载，如何保证金属吊顶系统在风载的作用下安全可靠，已引起社会的普遍关注，特别是在火车站建筑中，列车运行时带来较大的风荷载，保证在列车风载的作用下吊顶系统的安全性，对于保证人民的生命财产安全，显的格外重要。本文即以火车站风雨棚吊顶为例，对如何保证室外金属条板吊顶的安全性进行探讨。2、室外金属条板吊顶系统的一般构成室外金属条板吊顶系统必须经过抗风设计，一般由上层龙骨、吊挂件系统、转换层龙骨、专用防风龙骨、吊顶条板及防风扣构成。转换层龙骨通过吊挂件系统固定在上层龙骨上，专用防风龙骨通过自攻钉、螺栓等连接件固定在转换层龙骨上，吊顶板安装在专用防风龙骨上并用防风扣进行加固。以南京南站风雨棚为例，因雨棚的结构特殊性，直接以结构下弦杆作为吊顶的上层龙骨，以C型钢做为转换层龙骨通过角钢、螺杆吊挂系统与上层结构杆件相连，专用U型防风龙骨用自攻钉固定在C型钢龙骨上，然后安装铝合金吊顶条板及防风扣，如下图所示。图1吊顶系统主要构成3、室外金属条板吊顶系统的抗风计算对于室外吊顶系统，必须经过抗风安全性计算较核。以南京南站风雨棚为例。南京南火车站为新型高速铁路客运站，吊顶系统的抗风设计为保证系统安全的关键环节。南京南站雨棚吊顶的节点如下图所示：图2南京南火车站风雨棚吊顶系统节点图抗风安全性计算校核主要校核对象为吊顶板、专用防风龙骨及转换层龙骨，计算方法如下（相关数据以南京南站雨棚为例）：3.1确定相关材料基本计算数据（1）材料重力体积密度：铝：27.0KN/m³钢材：78.5KN/m³（2）材料力学性能：Q235钢材强度设计值：f(拉，压，弯)=215N/m?fv(剪)=120N/m?fcn(地面承压)=325N/m?注：冷弯薄壁型钢的f(拉，压，弯)设计值为：205N/m?E43型焊条手工焊，焊缝强度设计值：f(拉，压，弯，剪)=160N/m?（角焊缝）螺栓连接的强度设计值：f(拉，压，)=170N/m?f(剪)=130N/m?（3）材料弹性模量及线胀系数：材料弹性模量E（N/m?）线胀系数（10-5）铝合金0.70X1052.35钢、不锈钢2.06X1051.23.2确定风荷载（1）自然风荷载根据《建筑结构荷载规范》，南京南站地面粗糙度为B类，吊顶面标高27.03米处的风压高度变化系数µZ=1.4064，阵风风压系数ßgZ=1.6405，风荷载体型系数µS=-2，基本风压w０=0.40kN/?。风荷载标准值：WK1=ßgZxµZxµSxw０=1.6405x1.4064x（-2）x0.4=-1.846KN/?(风吸)风荷载设计值：W=rwxwk=1.4x（-1.846）=-2.584kN/?(风吸)（2）列车高速风荷载根据吊顶面的高度，对列车风进行数值模拟研究，根据研究确定南京南站雨棚吊顶面标高在27.03米处受到的列车风最大正压为580.8Pa、最大负风压为-597.9Pa。此处负风压为主要影响风压，经计算可得：列车风标准值：-0.598kN/?(风吸)列车风设计值：1.4x（-0.596）kN/?(风吸)=-0.837kN/?(风吸)组合自然风与列车风效应，可得风载标准值及设计值分别如下：标准值=-1.846+（-0.598）=-2.44kN/?(风吸)；设计值=-2.584+（-0.837）=-3.421kN/?(风吸)；3.3吊顶板校核南京南站雨棚吊顶板为1mm厚180mm宽铝合金板，板总长为16000mm，防风龙骨间距1000mm，条板安装在防风龙骨上，因此力学模型可简化为多跨铰接连续梁，按五跨连续梁进行计算。（1）1.0厚180宽铝合金条板截面特性的计算：1.0厚180宽铝合金条板截面如下图所示图3180mm宽1mm厚条板截面尺寸经计算可得出相关截面特性如下：条板截面面积：238.11mm2X轴的惯性矩：13031mX轴的截面抵抗矩:Wnx=624.51mm3面积矩：SX=660.29mm3腹板总厚度：2mm抗弯强度设计值：f=140N/mm2抗剪强度设计值：f=81.2N/mm2弹性模量：E=70000N/mm2条板线密度：238.11mm2x0.001x28kN/m3=6.667N/m条板自重荷载：=1.2x6.667=8.00N/m条板承受荷载值计算如下（自重+风...