谈大跨度钢结构雨篷在建筑工程中的运用

曹媛媛

【摘要】雨篷作为建筑物的出入口，是建筑物重要的一部分，其设计在建筑设计中越来越受重视。雨篷所属位置特殊，要求设计时不仅要保证结构的安全性、适用性、耐久性和稳定性，还要满足建筑的美观性要求。钢结构自重轻、强度高、延性好等的特点，使钢结构雨篷被广泛使用。本文从现代钢结构雨棚的概况出发，探究了钢结构雨棚的性能，以站台雨棚和大悬挑雨棚为例，探讨了结构设计和使用的材料。并对雨棚进化的发展做出了展望。

【关键词】大跨度；站台雨篷；大悬挑式雨篷；钢结构

一、现代钢结构雨棚的概况

钢结构雨棚在现代建筑中应用的比较广泛，雨棚作为辅助构件，雨棚的主要目的是遮挡风雪，防止高空落物砸中人群。以前，传统的雨棚是钢筋混凝土结构，不美观，而且采光不好，使用维护比较麻烦，因此渐渐的被钢结构雨棚代替了。现代很多的建筑中，雨棚还承担这建筑美容的角色，而且根据建筑功能的要求，现在的雨棚对跨度的要求比较大，例如：车站站台雨棚和大悬挑式雨棚 。

二、大跨度钢结构雨篷在建筑工程中具体的运用

大跨度钢结构雨篷在建筑工程中具体的运用主要在车站站台雨棚以及公共建筑出口大悬挑式雨棚。这二者雨棚对跨度的要求比较高，传统的感觉混凝土雨棚已经不能满足要求，因此大跨度钢结构雨棚得到广泛的应用。现在主要的钢结构雨棚有钢结构纯悬挑式雨篷、钢结构上拉压杆式雨篷和钢结构上下拉杆式雨棚。下面对设计、施工、材料选用方面进行探讨。

1、车站站台雨篷

车站站台雨棚主要指的是铁路车站的雨棚，不管是哪个国家，铁路运输都是很重要的，我国的铁路发展的较为迅速，而且对雨棚的要求也越来越高，主要体现在采用大跨度的雨棚，构成一个完整的开放式的大空间，是车站功能所决定的。2004年我国建成了第一个无站台柱雨棚即北京火车站。大跨度的无站台柱雨棚开始进入人们的视野，无站台柱雨棚采用钢结构雨棚，使得车站可以容纳更多的人流的同时，使得车站更加的美观。大跨度空间管桁架结构在铁路无站台雨棚中应用的比较多，其断面往往是三角形，纵横节点一般为相贯焊接连接。根据不同的车站的功能的要求，以及车站各自的风格的要求，每个车站的雨棚往往是不一样的。北京火车站采用连续拱形桁架结构，北京西站采用上弦双杆平面拱与下弦悬索组合的张弦拱结构，北京北站采用张弦拱架结构。北京南站采用了国际先进的A 形塔架支撑体系、悬垂梁结构等多项技术，东西方向布置悬垂主梁，分段拼接而成悬垂下弯的弧形工字钢梁，结构的体形相对复杂，但是质量相对较轻，阻力相对的较小。在受力方面，机理也不同与普通的钢梁结构。雨棚主要承受的是自重应力，风载，雪荷载等复杂应力的作用，特别雨棚宽度比较大的情况下，对抗弯刚度的要求比较高。北京南站中要提高悬垂梁工字钢的抗拉刚度，车站的A 字形塔架作作为结构柱，可以提高其他部件的抗弯能力，改善其他构件的受力特征。

2、公共建筑出口大悬挑雨篷

大跨度钢结构雨棚在公共建筑出口处也应用的较多，这些建筑物出口人流量大，而且对建筑的美学的要求比较高，这是大悬挑钢结构雨棚就得到了较好的利用。由于利用的是悬挑结构，往往是一遍支撑，三边悬挑，这种情况下的大跨度抗风性能较差，对大悬挑雨棚进行结构设计的时候，抗风性能是主要的设计要素之一。大悬挑雨棚受到的荷载主要有风载，雪载等荷载，充分考虑这些荷载的影响再进行设计，同时控制自重。若对上述的原因考虑的不周到，则容易出现挑梁倾覆破坏，这种破坏的机理是跳梁本身刚度不够的破坏，以及跳梁与建筑结合处的破坏。综合考虑各方面的因素，根據具体的工程情况选择合适的结构形式是必须的。

根据结构要求的安全使用性，并考虑了结构的美观要素，这就是最终的设计目的。悬挑钢结构雨棚的采光性能很好，一般其上都是覆盖的玻璃之类的透明物理。其主要的部件是斜拉杆，水平与斜撑杆，装饰钢管，以及最重要的钢框架。最近，高强的新型的材料也开始用于悬挑式雨棚，但是钢结构还是主要的。

三、雨篷材料采用

大跨度钢结构雨棚的材料考虑中，除了基本的钢结构骨架，就是雨棚的覆面材料。现在覆面材料应用比较多的就是玻璃，玻璃的采光性能很好，而且玻璃相对于其他的材料来说比较容易清洗，而且相对美观。玻璃一般通过简单的螺丝或者胶体与结构钢架连接。玻璃覆面一般不采用整体大块式的，因为整体大块式的引起的光污染较为严重，而且不便于损坏后的修复，玻璃肋的尾部常用钢爪连接，保证覆面上的荷载向下的传递的同时，提高覆面的稳定性。现在有些悬挑的雨棚，除了主要的受力构件采用钢结构，其他的部件都采用玻璃构件，这样使得悬挑雨棚的采光性能达到最大会，同时使得雨棚更加的美化。但是玻璃覆面拥有这些好处的同时，就是对节能方面重视的不够，而且容易造成光污染。

玻璃覆面形式的大跨度悬挑钢结构雨棚现在应用的比较广泛，但是很多建筑的雨棚进行设计的时候，仅仅考虑到了建筑的美观，对其他细节重视的不够，导致很多公共建筑粗口悬挑雨棚的设计不规范，甚至使用不合格材料，造成雨棚质量不合格，存在安全隐患。严格控制玻璃的材料及设计的尺寸误差，对保证雨棚的质量有重要意义。

结 语

钢结构雨棚取代混凝土雨棚还需要一个过程，特别是在大跨度结构雨棚方面。由于很多技术的不成熟，导致了钢结构雨棚并不能很好的普及。然而钢结构雨棚有很大的优点，大力发展钢结构雨棚具有重要的意义。北京车站的站台雨棚采用大跨度钢结构雨棚，达到了美学的要求的同时，满足了其适用性。将来钢结构雨棚的发展的方向就是，结合玻璃覆面与太阳能发电技术，使得大的范围内的能源得以被利用。构建绿色节能又满足外观要求的钢结构雨棚是以后努力的方向。

参考文献

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