学校举重馆屋面压型钢板的破坏特征及结构台风灾害概念设计

珠海市TY学校举重馆地处珠海市香洲主城区，但其所处位置面临空旷田径场，直接面临台风的吹袭。举重馆下部为钢架混凝土框架结构，屋面采用钢管焊接成网架结构，在“天鸽”强台风吹袭后，其主体钢架、檩条完好，屋面压型钢板破坏严重，如图3.9.3-1所示。屋面压型钢板采用0.5 mm 厚750 型低波压型钢板，f =215 N/mm2，采用直径6 mm 自攻螺丝固定，如图3.9.3-2所示，压型钢板锈蚀，与自攻螺丝拉脱开。每波一个间距为187.5 mm，檩条间距为1000～1500 mm。计算自攻螺丝的设计强度，是否达到规范要求。计算如下：

图3.9.3-1　屋面压型钢板破坏严重

图3.9.3-2　压型钢板拉脱情况

（1）每个自攻螺丝在风吸力下轴向抗拉承载力设计值按下两式取小值：

当受含有风荷载的组合荷载作用时：= 8.5tf=8.5×0.5×215=913.75（N）；

当只受静荷载作用时：=0.75tcdf=0.75×2×6×215=1935（N）。

式中：——一个自攻螺钉或射钉的抗拉承载力设计值（N）；

　　　t——紧挨钉头侧的压型板厚度（mm），应满足0.5 mm ≤t≤1.5 mm；(www.xing528.com)

　　　f——被连接压型板的抗拉强度设计值，（N/mm2 ）；

　　　tc——钉杆的圆柱状螺纹部分钻入基材中的深度（mm），应大于0.9 mm。

因此，单根自攻螺丝承载力为R=0.913kN。

（2）在角部风荷载最大的地方，单根自攻螺丝按现行规范在风荷载作用下所承受的力F 计算如下：

基本风压w0=0.80kPa，高度取10 m，地面粗糙度按B 类取，檩条间距取1.0 m，体型系数按封闭式双坡屋面角部取值为-2.98，内压体型系数取+0.3，阵风系数1.84，高度变化系数1.0，自攻螺丝的间距为187.5 mm。

因此1.27>0.913，承载力不满足规范要求，计算荷载值超过了承载力能力值38%。

由上述计算分析可知，影响自攻螺丝承载力的因素主要是檩条的间距、自攻螺丝的间距及压型钢板的厚度。