建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 建筑结构 Building Structure 第45卷 第5期 2018年3月
较 长 单 坡 彩 钢 板 屋 面 雨 荷 载 研 究
王 玉 ， 伍 培 根
(1．贵 州大学 明德 学院 土木 系，贵 阳 550004；2．贵 州I省 建材 科研 设计 院 ，贵 阳 550002)
[摘 要 ]目前，在工业建筑中屋面普遍采用轻钢结构，屋面坡度一般为5％，而单坡长度越来越长，现已达到90m。短时
暴雨情况下积水会给屋面增大多少荷载，带来多大影响，是值得重视和研究的新课题。要解决此问题 ，首先须知道暴雨强度公式，
由各等流时线断面处设计流量q 的计算求出雨水深度，获得特定条件下的雨压。
[关键词 ]暴雨强度 ；雨荷载 ；单宽流量 ；积水深度 ；汇流时间
[中图分类号 ]Tu312．1 [文献标志码 ]B [文章编号 ]1001—523X (2018)054013~32
Study on Rain Load of Long Single Sloping Plate Roof
Wang Yu，Wu Pei—gen
[Abstract]At present，light steel structure is generally adopted in the roofs of industrial buildings．The slope of the roof is
generally 5％，but the length of single slope is longer and longer,now it has reached 90m．Under short-term rainstorm，how much
load the water will bring to the roof and how much impact it brings will be a new topic worthy of attention and research．To solve this
problem，we must first know the formula of rainstorm intensity，and calculate the depth of rainwater based on the design flow volume
of each equal time line section，and obtain the rain pressure under certain conditions．
[Keywords]rainstorm intensity ；rain load；single wide flow；water accum ulation depth；confluence time
近年来大跨度工业建筑越来越多，彩钢板 以其重量轻，强
度高，安装快捷等优点被广泛用作厂房的屋面板。其单坡长
度已达到90m。在房屋设计计算中须考虑所有的荷载，如全
部建筑物重量、吊车荷载、屋面雪荷载、横向风荷载等。由
于屋面计算荷载较小，一场罕遇大雪就会使屋面垮塌。那么，
如果厂房处在暴雨强度较大的地区，由于房屋空间要求，厂
房屋面形式为缓长坡，坡度较小一般可取到5％，这时出现如
何求解大暴雨时的屋面雨荷载，是否会危及屋面安全等问题。
为了解决这些问题，现以此情况发生在贵州省贵阳市为例进
行探讨。
1 跌坎处及各断面单宽设计流量日i计算
首先计算设计暴雨强度 q 。降雨强度与降雨历时成反 比，
而重现期越长设计降雨强度越大。由城市暴雨强度公式表查
到贵阳地区设计暴雨强度计算公式 ：
， 一 1 887(1+0．707lgP) ，，、 q 百 9五35P而 ： (1) + ． ⋯
式中 ：t为降雨历时 (min)；P为设计重现期 (年 )；q
为设 计暴 雨强度 [L／(S·hm2)]；当 t=-5rain，P=5年时，g
432．78L／(s·hm2)；当t=-3min，P=50年，q~678．59L／(s-hm )；
当f=1min，P=IO0年，q~820．24L／(s·hm2)。
分析单位长度屋面雨水汇流过程。可视作渠道中的水流，
若降雨强度不变就为设计暴雨强度 q ，则屋面上径流历时与降
雨历时开始时间基本相同。单位长度屋面直线 ， ，⋯， 为等流
时线，每条等流时线上各点的雨水流至跌坎a的时间是相同的，
集流时间 是屋脊上的雨水流至跌坎处的时间，跌坎处一般
为天沟边缘。在屋面径流开始后不久，a处所汇集的流量仅来
自靠近坎边的小块面积上的雨水，这是较远处的雨水仅流至
中途，随着产生径流和降雨时间的增加，在 a处汇集的流量
中的汇流面积不断增加，当屋脊上的雨水也流达 a处时，这
时全面积汇流，a处的流量达到最大，各等流时线断面处设计
流量 计算得出。
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收稿日期 ：2O1 12加1
作者简介 ：王玉 (1973一)，女，贵卅I贵阳人，讲师，主要研究方向
为水利水电工程。
式中：q 为 i断面单宽设计流量 [L／(s·m)]； 为径流系数，
取0．9；q 为设计降雨强度 [L／(S·hm )]；厶为屋脊至 i断面
的长度 (m)。
当 i=0，L0=60m，q0=5．39x 10。q ，q0既是 q 中最大的跌坎
a处的设计流量 ；当 i=n，g 0，q 为屋脊处的流量。可知各
断面流量均不相同，从屋脊至坎边逐渐增大，且在坎边形成
跌落。
2 跌坎处及各断面水深h；计算
降雨强度假设不变，将屋面上 的水流近似看做恒定的非
均匀渐变流。由均匀流时正常水深 h。与临界水深 h 比较关系，
可将各断面划分为缓流断面 (当 Jz。> 时)，临界流断面 (当
。= 时)，急流断面 (当 。< 时)，有判别的必要。故明渠
均匀流的流量计算公式为 ：
Q：Acqei0 (3)
式中 ：Q为 明渠均匀流的流量 (mS／s)，此处 Q=q ；
较长单坡彩钢板屋面雨荷载研究（论文）.pdf
