師秀榮
山西省大同市廣靈縣住建局
大跨度鋼結構雨篷在現代建筑工程的運用
師秀榮
山西省大同市廣靈縣住建局
隨著我國建筑行業不斷發展,人們對建筑工程的質量要求越來越高。為了能夠保障工程質量,就必須要做好每個施工環節的質量控制工作。雨篷作為建筑工程中不可或缺的構建。隨著我國鋼材產量大幅度提高,鋼結構技術不斷進步,鋼結構雨篷具備抗震性強、自重小、抗傾覆能力強等特點被廣泛應用到建筑工程中。本文以鋼結構雨篷概念作為出發點,進而提出鋼結構雨篷在現代工程中的運用。
鋼結構雨篷;建筑工程;大跨度鋼結構;運用
雨篷材料作為當今建筑工程中不可或缺的施工材料,通常都設立在人員流動大的建筑物入口或設立在頂層陽臺來正風擋雨、提高使用面積。鋼結構雨篷作為一種防護構建,在當今建筑工程施工中使用非常廣泛。隨著我國城市化進程不斷推進,當今城市中新型建筑層出不窮,特別是一些大型公共建筑業工程,對鋼結構雨篷功能、造型也提出了更高要求。在實際施工中,由于不同建筑外觀、建筑要求都存在一定差異,由于大跨度鋼結構雨篷跨度較大,需要大型建筑才能夠呈現出雨篷的重要性。現如今雨篷造型豐富多彩,已經逐漸成為了建筑藝術品,提高建筑美觀度。
鋼結構雨篷的發展主要得益于鋼材市場的發展,由于近幾十年我國鋼材產量大幅提升,鋼材性能逐漸提高,這也為我國大跨度建筑發展奠定了基礎,例如橋梁、工業廠房、大型建筑等。現如今,由于鋼結構雨篷的諸多優勢,已經逐步替代了傳統混凝土與磚混結構等建筑。隨著我國鋼結構雨篷不斷發展,開發商也將更多的目光投在了鋼結構雨篷的開發、設計中。鋼結構雨篷在施工過程中經過簡單的安裝,并通過焊接技術,將其固定在建筑工程中,進而作為建筑工程的一部分。但我國鋼結構雨篷在我國起步相對較晚,雖然其自身在建筑中的比例較小,但作為遮風擋雨部件,再加上大跨度鋼結構雨篷設計與施工工藝還不夠成熟,其在安全性也有待考量。
大懸挑雨篷通常都應用在大型公共建筑中。隨著我國社會經濟不斷發展,大型公共建筑已經成為城市施工中的重要一環。為了能夠順應大型公共建筑工程的發展,大懸挑雨篷的應用愈加普遍。但由于我國大懸挑雨篷設計與施工工藝還不夠成熟,其穩定性沒有其他雨篷結構好,在風力作用下,大懸挑雨篷的上下面都要受到風力作用,進而影響大懸挑雨篷的穩定性。如果建筑工程地區具有強風季節,會導致大懸挑雨篷上下面受到更強的風力,甚至上下面風力作用,導致大懸挑雨篷振動現象,嚴重影響大懸挑雨篷的穩定性,如果施工技術存在問題,會導致大懸挑雨篷脫落。
由此可見,大懸挑雨篷在設計過程中,為了保障大懸挑雨篷的安全性與質量性,必須要重點考慮大懸挑雨篷的自重、風荷載、雨荷載、雪荷載,這是大懸挑雨篷設計中的一大挑戰。如果大懸挑雨篷的焊接工藝存在問題,會造成大懸挑雨篷的挑梁傾覆破壞,會造成嚴重的后果。挑梁傾覆破壞主要是因為挑梁砌體超負荷,進而導致挑梁本身損壞,大懸挑雨篷兩端砌體越長,砌體重量對挑梁的負載就越大,則抗傾覆能力就越強。
站臺雨篷主要是應用在鐵路行業中,由于我國鐵路行業正在處于快速發展期,鐵路行業作為國家的經濟命脈,對我國經濟建設發展有著重要影響。站臺雨篷作為車站建筑的重要組成部分,在站臺雨篷設計、施工中不僅要保障站臺雨篷的安全性,同時也要保障輕巧美觀性。以我國鐵路行業應用情況來看,我國站臺雨篷可以分為分離式與整體式兩種。其中,①分離式站臺雨篷:分離式站臺正上方沒有雨篷遮蓋,雖然擋風擋雨能力較弱,但具備透風性較強、抗傾覆能力強、抗風能力強等特點;②整體式站臺雨篷:該站臺雨篷主要是將軌道兩側雨篷連接在儀器,主要是將鋼結構骨架與雨篷上部材料連接儀器,進而構建一個敞開式大空間,相比分離式站臺雨篷,整體式站臺雨篷的遮風避雨能力強、大跨度連接性能強,但透風性、抗傾覆能力、抗風能力沒有分離式站臺雨篷好。
隨著我國科學技術不斷發展,無站臺柱雨篷橫空出世,大跨度無站臺雨篷由于占用面積高,受到了社會各個階層的認可,是當今新車站建設的重要鋼結構體系。無站臺柱雨篷結構一改傳統雨篷柱的做法,將雨篷主設立在軌道中間,在能夠保障雨篷安全性的基礎上,能夠容納更大的人流。通常情況下,無站臺柱雨篷需要采用平面鋼結構,低空間結構涉及較少,縱向雨篷柱距離在25m左右,面板跨度在55m左右,最多能夠覆蓋20萬平方米。
鐵路無站臺柱通常采用三角形大跨度機構,進而提高雨篷結構的穩固性,通過縱橫焊接技術,實現結構一體設計。由于不同建筑工程對鋼結構雨篷要求存在著一定差異。以北京站為例,其主要采用的是連續拱形桁架結構,雨篷柱距離為33m、跨度為46m,整個車站覆蓋面積達到8萬平方米。
隨著我國鋼結構雨篷工藝不斷發展,未來的鋼結構雨篷的使用功能會更加突出,因此在綜合考慮鋼結構雨篷的安全性、美觀性、自重等因素,懸挑鋼結構雨篷有斜拉桿、鋼框架、斜撐桿、水平撐桿等部件組成,主體上覆蓋一些防雨、防雪、防塵的采光玻璃或鋁板,也可以綜合使用。隨著我國科學技術不斷發展,新型材料逐漸增多,在鋼結構雨篷設計中,既要保障雨篷的實際應用效果,同時要考慮質量、安全因素。以我國鋼結構雨篷發展趨勢分析,輕質、高強、高性能的雨篷材料更受建筑方、設計師的青睞,并且開發行業逐漸加強了新材料的開發工作,并取得了一定成效。例如當今應用非常廣泛的型鋼,相比普通鋼材來說,型鋼具有材質輕、強度高、穩定性強等特點,已經成為當今雨篷結構骨架的首選材料。同時,雨篷覆蓋材料也必須要著重考慮,由于覆蓋材料直接會影響雨篷的安全性與功能性,在未來雨棚覆蓋會以柔性強、質量輕、自振率低的材料為主,進而降低對鋼結構的壓力,提高安全性與美化空間。
本文重點介紹了大跨度鋼結構雨篷概念、大跨度鋼結構雨篷種類與應用范圍、大跨度鋼結構雨篷覆蓋面材料發展趨勢等內容。由于我國鋼材不斷發展、創新,雖然當今我國大跨度鋼結構雨篷還存在一定缺陷,但隨著施工技術、材料技術不斷創新,我國大跨度鋼結構雨篷的安全性、美觀性會進一步提升。
[1]侯義軍.民建項目中雨篷的分析與設計[J].中國新技術新產品,2016(15):164~165.
[2]武彩霞,蘇志奇,劉興勝,孫躍凡,張莉.鋼結構雨篷的設計步驟與設計要點[J].中國高新技術企業,2014,12(4):28~31.
[3]李力.北京南站雨篷結構風振響應分析[J].建筑結構,2011,4(41):1390~1393.
師秀榮(1973)女,山西省大同市廣靈縣人,民族:漢,職稱:工程師,學歷:在職工程碩士,研究方向:工程設計施工一體化技術、工程建造技術、工程建設安全與環境。