浅谈悬挑雨篷

浅谈悬挑雨篷

摘要：随着现代社会的发展和人们物质精神生活的需要，悬挑结构在人们的生活起居环境中随处可见。本文从整体结构、受力特点、破坏形式和发展前景对悬挑雨篷做了较全面的剖析论述。

一、引言

悬挑雨篷、外廊、阳台、挑檐等是建设工程中常见的结构形式。随着大跨度空间钢结构在大型建筑物中越来越广泛的应用，悬挑结构，尤其是悬挑雨篷，以其优美的外观造型和凸显特色的建筑造型，在工程建设中的应用也越来越广泛。从结构自重和舒适美观考虑，悬挑雨篷多采用型钢悬挑骨架，而其上多覆盖以供采光以及防雨防尘用的玻璃，随着社会经济的发展，受规划、实用、美观等因素的影响和制约，对悬挑雨篷的造型美观及力学美观提出了进一步的要求。现就悬挑雨篷的一些常见问题提出粗浅的看法，仅起抛砖引玉作用，与大家共同探讨。

二、悬挑雨篷的受力

随着人们对工程建筑的美观要求，悬挑雨篷在工程建筑中广泛的被应用，从而也加紧了人么对其受力特性的研究。超长的悬挑结构雨篷是一种典型的风敏感结构。特别当处于强风地区时，其上的风荷载和由此引起的风致振动问题是控制结构设计的主要因素。由于超长悬挑雨篷结构虽然外型不是很复杂，但由于其通常比较低矮，处在大气边界层内湍流度高的近地区域，因此其绕流和空气动力作用非常复杂。对于体型独特的悬挑结构，现行的荷载规范很难确定其表面的风压分布，因而一般是通过模型风洞测压试验来获得悬挑雨篷表面的风压特性。通过风洞试验可发现雨篷上的压力主要以负压为主，不考虑阵风脉动和风振效应时，其表面上的风压绝对值最大的负压要大于最大的正压。考虑结构设计的整体平均风压时，最不利风向是当来流风垂直吹向雨篷时的风向，即风向角分别为0 和180。在0来流风作用下雨篷受正压作用，但数值很小；在雨篷前缘部分负压逐渐占主要地位，绝对值也较小；在雨篷顶部，由于来流分离和涡流作用，负压较大，在风向下游的后缘，负压又逐渐减小。当风向角为180时，雨篷处于上游的轻轨商城的尾流区中，因此尽管雨篷结构沿中轴线对称，其风压分布与0风向角时有显著差别。雨篷上的负压与0相比有较大的减小，这与上游建筑导致的来流中紊流度的增加，削弱了雨篷顶部气流的分离有关。为了尽量减少风压对悬挑雨篷的影响，可采取相应的措施来削弱这一因素，把悬挑的雨篷做成仿生态的流线型或者做成更美观的树叶型，均可降低风压对悬挑雨篷的影响。再者，也可以在悬挑雨篷的顶部开洞来减小风压作用。

除了受风作用力外，悬挑结构的自重力对超长悬挑雨篷也是一种挑战，随着高科技与现代优质材料的发展，高强、轻质高性能的材料在悬挑雨篷中得到了充分的利用。尤其是H型钢以其强度高、整体稳定性和局部稳定性好以及足够的刚度在悬挑雨篷中充当了绝对的骨架结构。

由于最近地震的频繁，对悬挑雨篷的抗震能力也有一定要求。结构的抗震要求结构必须有一定的整体柔度，当地震波突来时，结构要有足够的变形能力来抵消其传来的巨大能

量，对于悬挑雨篷要从其连接结构等方面来考虑，比如在玻璃与钢板的连接处要设置必要的弹性支座，可利用沿各个方向都能满足变形要求的盆式橡胶支座。

三、悬挑雨篷的未来展望

悬挑结构以其美观的造型以及轻盈的受力特点，给人以视觉上的享受，从而奠定了汽油广阔的发展前景，随着高强轻质材料的不断出现，悬挑结构也逐步走向简洁大跨；随着仿生学的不断进步，悬挑雨篷也从单一的平板型转向造型美观的曲线型、“叶子”型和“蜻蜓翅膀”型等；随着人们物质精神生活的提高，视觉美感的享受，悬挑雨篷等一系列悬挑结构将会充满我们的生活。