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摘要：大跨度钢结构雨棚结构体系轻盈、造型美观、布置简洁，在国内外建筑中应用普遍，特别是车站站台雨棚与公共建筑大悬挑式雨棚的应用十分广泛。本文主要分析大跨度钢结构雨棚的性能、结构设计与材料选择，并对钢结构雨棚的发展前景进行展望。
关键词：钢结构；雨棚；大悬挑式雨棚
中图分类号：TU226 文章标识码：A 文章编号：1672-2310（2015）12-007-107
雨棚是位于建筑外部空间的用以遮挡风雪和保护外门免受雨水侵蚀的水平构件，应用于门、窗、阳台上部、体育场看台以及车站月台等地方。随着我国社会经济的发展，城市建设加快，雨棚成为建筑的重要组成部分。悬挑雨棚不仅发挥着避雨的作用，而且外观造型优美，能够凸显建筑造型的特色，增加了建筑物的美观效果，在工程建设中应用广泛。
一、钢结构雨棚
伴随着社会经济与科技发展，钢材产量大幅增加，钢结构雨棚成为现代建筑工程的重要材料。一般在工厂统一利用焊接、安装等工程程序加工制作钢结构雨棚。目前较为常见的钢结构雨棚类型有：钢结构玻璃雨棚，顶部为钢化玻璃或者夹胶安全玻璃；钢结构铝板雨棚，主龙骨架以钢结构为主，顶部采用铝板，不生锈、不变形，防止高空坠物砸坏雨棚，性价比高，使用寿命长，在飞机场、银行、超市、政府工程、学校、酒店等均可使用；钢结构PC板雨棚由于自身存在较大缺陷，在建筑中使用较少。一般民用建筑多采用混凝土结构雨棚，但很多公共车站等建筑，由于建筑物物的外观要求比较严格，而且还必须满足外观要求和使用需要，导致雨棚的跨度不断增大，混凝土结构雨棚已经难以满足需求。钢结构雨棚因其自重轻、强度高、抗震抗倾覆能力强的优势，在铁路站台雨棚以及公共建筑中的大悬挑钢结构雨棚应用越来越普遍。钢结构雨棚质量容易控制，维护装拆便捷，具有可再造性，能有效缩短施工周期、减少建筑垃圾，成为现代建筑工程中应用广泛的雨棚结构。
二、大跨度钢结构雨棚应用——以站台雨棚为例
以2004年开通使用的北京站无站台柱雨棚为标志，钢结构无站台柱雨棚在国内得到了很广泛应用，给很多站台提供了方便。很多发展比较迅速的北京、上海等地都已经建立了很多无站台雨棚，如南通站雨棚、淮安站雨棚、泰州站雨棚等，无站台柱雨棚成为我国铁路大中型客站雨棚的主要模式。我国客站多为通过式，为了满足客站需求，无站台柱雨棚的建立长度通常四五百米，雨棚高度可以达到十几米甚至二三十米，完全可以满足站台人流量的需求。因而，无站台柱雨棚构建了一个覆盖整个站场范围的高大、通透的建筑空间，面积最大可达20万平方米，也让无站台雨棚建筑成为了体量巨大、全开敞的建筑样式，站台最大跨度在一百米以上。平面钢结构是无站台柱雨棚经常采用的结构，空间结构占用较少。柱距约为18米到33米之间，面板跨度在45米到67米之间。多采用采用断面为三角形的大跨度空间管桁架结构，纵向与横向桁架交汇节点连接采用管与管相贯焊接。不同结构的建筑物由于自身条件限制以及建筑的特点，需要设计不同的钢结构雨棚。如北京站采用连续拱形桁架结构，跨度46m，柱距33m，覆盖面积7.9万平方米。下表1是国内部分已建成的无站台柱雨棚概况，图1表示的是武汉站雨棚垂直轨道方向桁架。
三、雨棚覆面材料
公共建筑中对采光有较高的要求，采光玻璃因其具有的采光能力、平整性以及实用性、装饰性成为公共建筑雨棚的首选覆面材料。玻璃面板一般采用框格、绳索和拉杆等构件进行固定，组成雨棚。建筑师通常使用点式玻璃雨棚满足设计风格要求。钢结构骨架支撑受力主要利用钢爪将覆面材料玻璃面板固定在悬挑玻璃肋上实现。在玻璃肋尾部用钢爪连接钢夹板连接，通过钢爪传递玻璃板面荷载，极大减小了玻璃肋的受力。对于悬挑较小的雨棚，直接使用玻璃肋作为支撑体系，无需通过钢爪传递受力。但由于玻璃板面强度与局部承压能力相对较弱，用玻璃板作为结构支撑体系的雨棚连接点的构造处理难度较大。以玻璃板作为雨棚覆面材料的建筑，如浙大紫金港建筑系馆入口处的雨棚，该雨棚采用型钢悬挑骨架，其上覆盖用以采光以及防雨防尘用的玻璃。雨棚波浪曲线的造型与体态呈曲面完形的系馆建筑形象和谐一致，悬挑部分呈上升曲线，轻质钢骨架越向上越细，给人以轻盈飘逸的动态视觉感，显得充满灵气。
四、 大跨度钢结构雨棚应用前景分析
随着社会经济的发展，钢结构雨篷的使用在全面的进行普及，推动了雨篷覆面材料的发展，新的科技元素不断融入覆面材料，节能减排成为钢结构雨棚的主要发展方向。公共建筑的雨篷相对跨度较大，特别是大跨度钢结构雨棚，在长时间的阳光直射下，会给雨棚产生很大的强度，所以，在未来建立钢结构雨棚的时候，可以将太阳能电池板利用技术和钢框架连实现连接，形成雨篷覆面结构，利用太阳能的光电技术，将太阳能转化成电能给建筑提供能量。这种方式不仅可以解决公建建筑采暖、制冷、照明等问题，还可以满足电力电气设备系统运行的需电供应。需要进一步完善太阳能板的造型和节点设计，在满足了建筑绿色节能的要求的同时体现建筑的美感，大跨度钢结构雨棚拥有广泛的市场前景。
五、结语
钢结构雨篷有诸多优点，但使用尚未普及。但由于钢结构的直接造价较高，至今没有形成统一的钢结构设计和施工规范，技术层面并不成熟，钢结构雨篷制作产业化程度不高等因素制约，我国的钢结构雨棚使用还不是特别广泛。本文首先简要介绍了钢结构雨棚，以站台雨棚为例分析了大跨度钢结构在现代建筑工程中的应用，继而分析了雨棚覆面材料，最后对大跨度钢结构的应用前景进行展望。
参考文献：
[1]沈雪，杨秋伟，李小琪.大跨度钢结构雨篷在现代建筑工程的应用[J]. 门窗. 2012（10）
[2] 彭如慧.无站台柱风雨棚钢结构施工工艺[J]. 河南水利与南水北调. 2012（04）
[3] 文林. 浅谈一种玻璃肋支撑体系的点式玻璃雨篷设计[J]. 门窗. 2012（01）
关键词：钢结构；雨棚；大悬挑式雨棚
中图分类号：TU226 文章标识码：A 文章编号：1672-2310（2015）12-007-107
雨棚是位于建筑外部空间的用以遮挡风雪和保护外门免受雨水侵蚀的水平构件，应用于门、窗、阳台上部、体育场看台以及车站月台等地方。随着我国社会经济的发展，城市建设加快，雨棚成为建筑的重要组成部分。悬挑雨棚不仅发挥着避雨的作用，而且外观造型优美，能够凸显建筑造型的特色，增加了建筑物的美观效果，在工程建设中应用广泛。
一、钢结构雨棚
伴随着社会经济与科技发展，钢材产量大幅增加，钢结构雨棚成为现代建筑工程的重要材料。一般在工厂统一利用焊接、安装等工程程序加工制作钢结构雨棚。目前较为常见的钢结构雨棚类型有：钢结构玻璃雨棚，顶部为钢化玻璃或者夹胶安全玻璃；钢结构铝板雨棚，主龙骨架以钢结构为主，顶部采用铝板，不生锈、不变形，防止高空坠物砸坏雨棚，性价比高，使用寿命长，在飞机场、银行、超市、政府工程、学校、酒店等均可使用；钢结构PC板雨棚由于自身存在较大缺陷，在建筑中使用较少。一般民用建筑多采用混凝土结构雨棚，但很多公共车站等建筑，由于建筑物物的外观要求比较严格，而且还必须满足外观要求和使用需要，导致雨棚的跨度不断增大，混凝土结构雨棚已经难以满足需求。钢结构雨棚因其自重轻、强度高、抗震抗倾覆能力强的优势，在铁路站台雨棚以及公共建筑中的大悬挑钢结构雨棚应用越来越普遍。钢结构雨棚质量容易控制，维护装拆便捷，具有可再造性，能有效缩短施工周期、减少建筑垃圾，成为现代建筑工程中应用广泛的雨棚结构。
二、大跨度钢结构雨棚应用——以站台雨棚为例
以2004年开通使用的北京站无站台柱雨棚为标志，钢结构无站台柱雨棚在国内得到了很广泛应用，给很多站台提供了方便。很多发展比较迅速的北京、上海等地都已经建立了很多无站台雨棚，如南通站雨棚、淮安站雨棚、泰州站雨棚等，无站台柱雨棚成为我国铁路大中型客站雨棚的主要模式。我国客站多为通过式，为了满足客站需求，无站台柱雨棚的建立长度通常四五百米，雨棚高度可以达到十几米甚至二三十米，完全可以满足站台人流量的需求。因而，无站台柱雨棚构建了一个覆盖整个站场范围的高大、通透的建筑空间，面积最大可达20万平方米，也让无站台雨棚建筑成为了体量巨大、全开敞的建筑样式，站台最大跨度在一百米以上。平面钢结构是无站台柱雨棚经常采用的结构，空间结构占用较少。柱距约为18米到33米之间，面板跨度在45米到67米之间。多采用采用断面为三角形的大跨度空间管桁架结构，纵向与横向桁架交汇节点连接采用管与管相贯焊接。不同结构的建筑物由于自身条件限制以及建筑的特点，需要设计不同的钢结构雨棚。如北京站采用连续拱形桁架结构，跨度46m，柱距33m，覆盖面积7.9万平方米。下表1是国内部分已建成的无站台柱雨棚概况，图1表示的是武汉站雨棚垂直轨道方向桁架。
三、雨棚覆面材料
公共建筑中对采光有较高的要求，采光玻璃因其具有的采光能力、平整性以及实用性、装饰性成为公共建筑雨棚的首选覆面材料。玻璃面板一般采用框格、绳索和拉杆等构件进行固定，组成雨棚。建筑师通常使用点式玻璃雨棚满足设计风格要求。钢结构骨架支撑受力主要利用钢爪将覆面材料玻璃面板固定在悬挑玻璃肋上实现。在玻璃肋尾部用钢爪连接钢夹板连接，通过钢爪传递玻璃板面荷载，极大减小了玻璃肋的受力。对于悬挑较小的雨棚，直接使用玻璃肋作为支撑体系，无需通过钢爪传递受力。但由于玻璃板面强度与局部承压能力相对较弱，用玻璃板作为结构支撑体系的雨棚连接点的构造处理难度较大。以玻璃板作为雨棚覆面材料的建筑，如浙大紫金港建筑系馆入口处的雨棚，该雨棚采用型钢悬挑骨架，其上覆盖用以采光以及防雨防尘用的玻璃。雨棚波浪曲线的造型与体态呈曲面完形的系馆建筑形象和谐一致，悬挑部分呈上升曲线，轻质钢骨架越向上越细，给人以轻盈飘逸的动态视觉感，显得充满灵气。
四、 大跨度钢结构雨棚应用前景分析
随着社会经济的发展，钢结构雨篷的使用在全面的进行普及，推动了雨篷覆面材料的发展，新的科技元素不断融入覆面材料，节能减排成为钢结构雨棚的主要发展方向。公共建筑的雨篷相对跨度较大，特别是大跨度钢结构雨棚，在长时间的阳光直射下，会给雨棚产生很大的强度，所以，在未来建立钢结构雨棚的时候，可以将太阳能电池板利用技术和钢框架连实现连接，形成雨篷覆面结构，利用太阳能的光电技术，将太阳能转化成电能给建筑提供能量。这种方式不仅可以解决公建建筑采暖、制冷、照明等问题，还可以满足电力电气设备系统运行的需电供应。需要进一步完善太阳能板的造型和节点设计，在满足了建筑绿色节能的要求的同时体现建筑的美感，大跨度钢结构雨棚拥有广泛的市场前景。
五、结语
钢结构雨篷有诸多优点，但使用尚未普及。但由于钢结构的直接造价较高，至今没有形成统一的钢结构设计和施工规范，技术层面并不成熟，钢结构雨篷制作产业化程度不高等因素制约，我国的钢结构雨棚使用还不是特别广泛。本文首先简要介绍了钢结构雨棚，以站台雨棚为例分析了大跨度钢结构在现代建筑工程中的应用，继而分析了雨棚覆面材料，最后对大跨度钢结构的应用前景进行展望。
参考文献：
[1]沈雪，杨秋伟，李小琪.大跨度钢结构雨篷在现代建筑工程的应用[J]. 门窗. 2012（10）
[2] 彭如慧.无站台柱风雨棚钢结构施工工艺[J]. 河南水利与南水北调. 2012（04）
[3] 文林. 浅谈一种玻璃肋支撑体系的点式玻璃雨篷设计[J]. 门窗. 2012（01）