淺談懸挑雨篷王從遠（西南交通大學，四川成都611756）摘要：隨著現代社會的發展和人們物質精神生活的需要，懸挑結構在人們的生活起居環境中隨處可見。本文從整體結構、受力特點、破壞形式和發展前景對懸挑雨篷做了較全面的剖析論述。關鍵詞：懸挑雨篷；懸挑結構；力學特點；破壞形式一、引言懸挑雨篷、外廊、陽臺、挑檐等是建設工程中常見的結構形式。隨著大跨度空間鋼結構在大型建筑物中越來越廣泛的應用，懸挑結構，尤其是懸挑雨篷，以其優美的外觀造型和凸顯特色的建筑造型，在工程建設中的應用也越來越廣泛。從結構自重和舒適美觀考慮，懸挑雨篷多采用型鋼懸挑骨架，而其上多覆蓋以供采光以及防雨防塵用的玻璃，隨著社會經濟的發展，受規劃、實用、美觀等因素的影響和制約，對懸挑雨篷的造型美觀及力學美觀提出了進一步的要求。現就懸挑雨篷的一些常見問題提出粗淺的看法，僅起拋磚引玉作用，與大家共同探討。二、懸挑雨篷的受力隨著人們對工程建筑的美觀要求，懸挑雨篷在工程建筑中廣泛的被應用，從而也加緊了人么對其受力特性的研究。超長的懸挑結構雨篷是一種典型的風敏感結構。特別當處于強風地區時，其上的風荷載和由此引起的風致振動問題是控制結構設計的主要因素。由于超長懸挑雨篷結構雖然外型不是很復雜，但由于其通常比較低矮，處在大氣邊界層內湍流度高的近地區域，因此其繞流和空氣動力作用非常復雜。對于體型獨特的懸挑結構，現行的荷載規范很難確定其表面的風壓分布，因而一般是通過模型風洞測壓試驗來獲得懸挑雨篷表面的風壓特性。通過風洞試驗可發現雨篷上的壓力主要以負壓為主，不考慮陣風脈動和風振效應時，其表面上的風壓絕對值最大的負壓要大于最大的正壓。考慮結構設計的整體平均風壓時，最不利風向是當來流風垂直吹向雨篷時的風向，即風向角分別為和。在來流風作用下雨篷受正壓作用，但數值很小；在雨篷前緣部分負壓逐漸占主要地位，絕對值也較小；在雨篷頂部，由于來流分離和渦流作用，負壓較大，在風向下游的后緣，負壓又逐漸減小。當風向角為時，雨篷處于上游的輕軌商城的尾流區中，因此盡管雨篷結構沿中軸線對稱，其風壓分布與風向角時有顯著差別。雨篷上的負壓與相比有較大的減小，這與上游建筑導致的來流中紊流度的增加，削弱了雨篷頂部氣流的分離有關。為了盡量減少風壓對懸挑雨篷的影響，可采取相應的措施來削弱這一因素，把懸挑的雨篷做成仿生態的流線型或者做成更美觀的樹葉型，均可降低風壓對懸挑雨篷的影響。再者，也可以在懸挑雨篷的頂部開洞來減小風壓作用。除了受風作用力外，懸挑結構的自重力對超長懸挑雨篷也是一種挑戰，隨著高科技與現代優質材料的發展，高強、輕質高性能的材料在懸挑雨篷中得到了充分的利用。尤其是型鋼以其強度高、整體穩定性和局部穩定性好以及足夠的剛度在懸挑雨篷中充當了絕對的骨架結構。由于最近地震的頻繁，對懸挑雨篷的抗震能力也有一定要求。結構的抗震要求結構必須有一定的整體柔度，當地震波突來時，結構要有足夠的變形能力來抵消其傳來的巨大能量，對于懸挑雨篷要從其連接結構等方面來考慮，比如在玻璃與鋼板的連接處要設置必要的彈性支座，可利用沿各個方向都能滿足變形要求的盆式橡膠支座。三、懸挑雨篷的破壞懸挑結構的破壞形式有：1、挑梁傾覆破壞， 當挑梁埋入端氣體強度較高而埋入長度較短時，由于抗傾覆力矩較小從而使挑梁結構發生傾覆破壞；2、挑梁下砌體局部受壓破壞，當挑梁埋入端氣體強度較低而埋入長度較長時，由于砌體局部受壓強度不足而使挑梁結構發生局部受壓破壞；3、挑梁本身的破壞，當挑梁本身的正截面和斜截面承載能力不足時， 挑梁本身將發生破壞。懸挑結構的破壞形式中，傾覆破壞是最為嚴重和最為危險的破壞，為防止這種破壞，應按下式進行驗算：，是懸挑結構的抗傾覆力矩設計值，是懸挑結構荷載設計值對計算傾覆點的傾覆力矩。當然懸挑雨篷的破壞并不只是由于此上提到的，它還受到各種因素的影響，比如施工的質量以及運營后的維護就是其中很重要的一個方面。施工單位工程質量意識淡薄，未能嚴格按照設計圖紙及施工質量驗收規范要求進行施工，現場質量監理單位未能對施工過程進行有效的控制，嚴把工程質量關等都會對懸挑結構的安全產生致命的影響；物業管理部門應加強社區內裝修管理與宣傳力度，嚴格按照行業規范和設計要求進行使用，嚴禁住戶隨意改變原結構形式和使用功能，以及增加使用荷載的行為。根據現場調查及對現有結構驗算結果表明：很多雨篷垮塌事故主要由于懸挑板根部受力鋼筋位置嚴重下移，截面有效高度嚴重降低，導致懸挑板結構抗力遠遠低于荷載效應，承載能力嚴重不足，造成懸挑雨篷板根部受壓區混凝土首先脆性破壞而突然跨塌；其次住戶私自改變懸挑雨篷的使用功能，引起結構超載，促使了懸挑雨篷安全事故的發生。為減少懸挑雨篷安全事故的發生，現結合實際情況,淺談一些防治措施：1加強對設計質量的監督檢查,從源頭上治理因設計失誤引起的懸挑結構質量問題，突出抓好以下工作： (1)、嚴格實行執業資格審查制度,杜絕無證上崗、超資質設計行為，確保設計主體合法有效性。(2)、嚴格實行施工圖審查制度。由審圖機構對設計圖紙執行國家強制性標準及技術規范情況進行全面審查。通過抽查結構計算式,對重點結構構件的結構設計準確性嚴格復核,盡可能減少失誤。(3)、嚴格執行圖紙會審和圖紙交底制度。審圖機構對設計文件的審查屬政府對設計質量的監督行為,而由建設或監理單位組織、參建單位技術負責人參加的圖紙會審則屬于專家復核行為，兩種制度并重,能最大限度的排出圖紙中隱存的錯、漏、碰、撞等缺陷。另外通過圖紙交底,施工、監理等單位能夠最大程度的了解設計意圖及關鍵工序的技術操作要領，最終提高工程質量。2加強對施工質量的監督檢查,確保結構實體質量是防止懸挑結構質量問題的關鍵。通常除了設計原因外,導致懸挑構件(如挑梁生產)質量問題的主要原因是由于施工質量問題造成的。3采取構造措施,控制施工過程是防止外包廂房懸挑梁上部砌體裂縫的有效措施之一。采取挑梁根部和頭部加構造柱、懸挑梁上部墻體用磚、水泥砂漿且構造柱間每隔加兩根通筋與兩端構造柱連接的辦法,可以有效防止懸挑梁上墻體裂縫。四、懸挑雨篷的未來展望懸挑結構以其美觀的造型以及輕盈的受力特點，給人以視覺上的享受，從而奠定了汽油廣闊的發展前景，隨著高強輕質材料的不斷出現，懸挑結構也逐步走向簡潔大跨；隨著仿生學的不斷進步，懸挑雨篷也從單一的平板型轉向造型美觀的曲線型、“葉子”型和“蜻蜓翅膀