雷力

摘 要 本文基于某酒店的拉杆雨蓬，建立拉杆与主体结构之间的计算模型，模拟分析了影响埋件的承载力因素。在计算模型中，考虑了不同形式转接件对埋件承载力的影响;分析结果显示：雨蓬拉杆与主体结构采用不同形式转接件，对其埋件承载力有较为显著影响。

关键词 栏杆雨蓬;转接件;埋件;焊缝

引言

雨蓬通常会作为建筑物出入口的构筑物，不仅起装饰作用，在雨雪天气也能为室内和室外提供一个过渡场所。当雨蓬上方安装有建筑幕墙或其他装饰件时，也可以为人员进出提供防护措施。

雨蓬的形式千变万化、形态各异，小到雨蓬钢梁悬挑1m，多达悬挑十几米。随着雨蓬形式的多样化发展，随之出现的问题也越来越多，其中以雨蓬结构的安全性更为突出，主要体现在雨蓬设计、选材或安装不合理等方面上，导致其自身的刚度和强度不足以抵抗其在荷载作用下产生的效应值，不但影响美观和使用性，更为严重的是存在来自安全方面的威胁。众所周知：“安全、适用、经济和美观”是建筑设计的四要素，其中安全是首要的，假如安全得不到保障，其余均为零。倘若一味地追求安全，不合理的加大杆件规格，又违背经济要素，因此选择一个合理体系的结构，对雨蓬的设计至关重要。值得反思的是：2014年4月上海某酒店由于拉杆与主体结构连接的埋件出现质量安全问题，导致埋件拔出雨蓬坍塌，造成不小的经济损失。

虽然目前存在一些关于研究雨蓬的文献，但现存的文献均局限于雨蓬钢梁角度[1-2]，关于不同形式转接件对埋件产生影响的研究较为缺乏，因此，本文的研究恰好能弥补此领域的不足。本文将基于某酒店（下文简称本工程）的实际工程案例出发，考虑不同形式转接件对埋件产生的影响。本次研究能为类似雨蓬工程设计提供经验，也可为相关标准的制定给出建议。

1模型建立

本文主要目的是建立一个雨蓬拉杆与主体结构连接位置的计算模型，分析不同形式转接件对埋件产生效应的影响。为简化研究，在模拟分析中仅考虑自重、风荷载、雪荷载和活荷载作用。由于拉杆两端铰接，中间也不受其他荷载作用，为二力杆件，通过受力分析暂定拉杆轴向力设计值为100.0kN。埋件规格采用400×400×20mm厚Q235B埋板，9根直径为16mm的HRB400锚筋，最外层锚筋中心间距为300mm;混凝土等级为C30。

通过简化本工程所研究的对象如图1所示：图A为拉杆与转接件在同一条直线上，图B为转接件为水平方向。上述两种不同形式转接件除转接件耳板外，其他构配件、安装方式和完成面均一致。

2埋件受力分析

从上文知：图1中1点和3点荷载设计值均为100.0kN，方向平行于拉杆方向，拉杆与混凝土柱子之间的角度为60°，连接拉杆与转接件（耳板）之间的螺栓距离埋件的垂直距离L=500mm。

由于图1A中转接件与拉杆平行，故此处埋件无力臂效应对其影响，因此2点埋件的弯矩值为0，按照荷载传递原则有F1=F2=100.0kN。由于转接件与埋件成60°，将2点的荷载按平行四边形法则分解成垂直于埋件表面的F2n和平行于埋件表面的F2v，此处有F2v=Fv=F×cos60°=100.0×0.5=50.0kN，F2n=Fn=F×sin60°=100.0×0.866=86.6kN。

同理，将3点的荷载按平行四边形法则分解成垂直于埋件表面的Fn和平行于埋件表面的Fv，按照荷载传递原则对于4点位置有垂直荷载F4v=Fv=50.0kN，F2n=Fn=86.6kN。由于图1B中转接件与拉杆成30°，此处埋件有一个力臂L=500mm作用，故埋件承受剪力产生的弯矩M=F4v×L=50.0*0.5=25kN·m。

按《混凝土结构设计规范》GB50010相关规定通过计算知：图1A形式转接件对应埋板所需锚筋截面积为707mm2，图1B形式转接件对应埋板所需锚筋截面积为1241mm2。从上述计算结果可知：两种不同形式雨蓬拉杆转接件在相同荷载作用下，两者的所需预埋件锚筋截面面积相差竟达到1.75倍。从计算结果可知：力臂越长，产生的弯矩也就越大，为了抵抗弯矩，需要更大锚筋截面积或设计抗剪键或采用更大规格的埋件。

3结束语

本文主要建立了以拉杆雨蓬为基础，拉杆与主体结构连接之间不同形式的转接件模型，运用结构力学模拟分析;在模型中，主要分析了不同形式雨蓬拉杆转接件对埋件承載力的影响。本文的计算结果表明：在其他条件一致情况下，上述转接件采用水平形式时，对应埋件承受的荷载明显大于转接件与拉杆在同一条直线上对埋件产生的荷载。最后，拉杆雨蓬的研究还可以推广到焊缝、耳板形式及拉点位置等多因素对其承载力影响的研究。

参考文献

[1] 蔡丽平.大跨度雨蓬、采光顶钢结构设计要点浅析[J].中国科技财富，2012，（8）：234.

[2] 王威，王灵飞.某大跨度钢结构雨蓬设计[J].居业，2016，（4）：69-70.