摘要：整体结构设计完成了1.7m的悬挑雨棚，形成了有韵律的连续无柱的棚下空间。结构设计：SBP这种形式的需求让结构师决定采用圆弧梁的受力机制。结构设计：SBP箱梁嵌入板凳中，没有增加支撑空间，并且成为了一种自然的装饰。...
笔者在求学期间曾参加过日本建筑师大野浩教授的绘画评估班。 大野宏在课堂上分享了函馆市电车站改造后的雨棚设计。 由于人流等功能需求，等候区宽度需要从原规划的1.2m拓宽至1.7m，这给轻型结构设计带来了挑战。
结构设计：大野浩
“最初的雨棚雨棚选择包括箱形型材和T型材。后来综合考虑雨棚的厚度和用钢量后，突然产生了用下垂的钢板作为雨棚面的想法考虑到风荷载、雪荷载和自重后确定下垂高度和构件尺寸。
▲竖向、水平荷载计算简图
整体结构设计完成了1.7m的悬挑雨篷，在雨篷下形成了富有韵律、连续的无柱空间。 本期我们就以此方案为出发点，与大家分享几个遮阳篷案例。
▲工厂预制构件（柱脚带工业型材加重混凝土走道）
▲工人们利用现场配重检测顶篷的位移
面对不同尺度的空间（广场、道路、庭院等），遮阳篷的结构选择和表现形式也多种多样。
与广场相连的树冠——葡萄牙国家馆
建筑设计：阿尔瓦罗·西扎
结构设计：塞西尔·巴尔蒙德
葡萄牙国家馆的顶篷跨度为70m，厚度仅为20cm，在这种规模下显得非常薄。 它采用预应力悬浮混凝土。 更密的悬索和预应力有效控制混凝土裂缝。 混凝土配重有效降低了风吸作用下屋顶的竖向扰动，同时也保证了悬索的稳定性。 两侧墙高14m，用于平衡张力。 线缆与墙壁之间的节点将在验证后分享给您。
▲14m高的边墙
下面的大空间确保码头和正常活动的视野不受干扰。 当人们走在它下面时，一种强烈而厚重的结构感扑面而来。 屋顶在与两侧纵向墙体的连接处戛然而止，露出的电缆和光线通过缝隙照亮这里的节点，为这座巨大的纪念性建筑增添了细节。
▲连接墙壁的线缆
▲电缆生产
▲简单受力图
交错支撑-Misumi天篷
建筑设计：Ney & Partners
结构设计：Ney & Partners /Oak Structural Design
Misumi canopy位于熊本市的一个海滨小镇。 周围的山峦起伏不大。 为了与周围环境融为一体，又不压倒周围环境，雨棚采用单面悬臂方式，宽度为4m。
▲ 柱顶铰接式屋顶轻量化
顶篷钢板的厚度根据应力水平从12mm到9mm变化。 柱子顶部的铰链在屋顶上营造出一种漂浮的氛围。 弯曲的路径允许柱子之间有一定的距离，提供了抗弯力并抵抗顶篷的倾覆。
▲ 交错的柱子提供抗弯能力
（图中两根柱子不在同一平面）
月亮棚 - 汉堡中央车站
建筑设计：Silcher, Werner+Redante Architekten, 汉堡
结构设计：SBP
汉堡中央车站的建筑形式与Misumi Canopy类似，但建筑师之所以采用弧形形式，一是因为流线很有方向性，二来因为下面有地铁隧道，所以柱子只能是单边的和在外面。 这种形式的需求导致结构工程师决定使用弧形梁应力机制。 悬臂的弯矩在无扭矩的情况下转化为弧梁拉压环的向内力。
雨棚屋顶采用薄型空心钢板悬臂，节省材料，下方悬挂玻璃幕墙。 总体而言，这是一座非常具有雕塑感的建筑，已经成为汉堡的地标。
SBP还在柏林建造了一座单面悬臂车站钢结构设计基本原理，由外柱和从中央楼梯延伸的核心筒支撑。 当我第一次看到这个计划时我很震惊。 我猜测，由于柱子是直线，两端和中间的高差使混凝土屋顶具有一定的凸曲率，以抵抗倾覆弯矩。 其原理与曲梁类似。
建筑设计：gmp·Architekten von Gerkan, Marg und Partner
结构设计：SBP
▲柏林火车总站
悬浮棚——海尔布隆火车站站台
建筑设计：Auer+Weber+Architekten
结构设计：sbp
海尔布隆车站的基本框架由三排立柱组成。 为了减少可见的支撑部件，1.96mx 1.87m的钢化玻璃单元通过特殊的节点悬挂在电缆上，使其非常透明。 玻璃向一个方向稍微倾斜。 让积聚的水流到一侧。
▲ 只有三个框架让棚子看起来非常通透
▲ 悬浮玻璃节点
纸飞机-珀斯机场入口机盖
建筑设计：伍兹贝格
PATH机场入口座舱盖的形式源自飞翼。 主体结构为桁架结构，表面包裹高性能聚四氟乙烯膜。 可适应各种平面形状，具有优异的耐用性和透光性。
▲包裹好的遮阳篷看起来像折纸飞机
蝙蝠伞 - 里约高尔夫锦标赛遮阳篷
建筑设计：Rua Arquitetos
位于里约奥运会高尔夫球场的这个雨篷与我们平时使用的雨伞有些相似。 支撑梁铰接在柱子的顶部，非常细长。 上部采用拉杆整体拉紧。 欢迎您讨论如何实现这一目标。 有趣的是，屋顶的雨水通过柱子收集到地下，并通过循环系统用于浇灌草坪。 在降雨量充沛的巴西，可以说是得到了充分的利用。
▲ 柱顶精美铰接
▲ 通过框架柱回收雨水
打开和关闭的雨伞 - Al-Husayn Mosque Canopy
建筑设计：未知
这把位于沙特阿拉伯的超级雨伞，其原理与雨伞类似。 当没有活动时，它会自然垂下。 当有重要活动时，它使用某种机械液压装置（小我猜测）通过向上推支撑杆来拉伸冠膜。 这样，通过打开不同的大伞就可以划分出照明区域和功能区域钢结构设计基本原理，实用的同时又充满了乐趣。
▲ 不活动时关闭状态
▲ 棚支撑架
▲ 大伞设计图
泡泡棚 – Heringer 社区中心天篷
建筑设计：WerkGemeinschaft Gutenberger
Heringer社区中心的雨篷在形式上是一个悬臂梁，但在覆盖了充气ETFE膜后，向下的载荷转化为膜的拉力，实现了自平衡，更像是一个外壳。 充气膜在黄昏时呈现出非常美丽的色彩。
瑞士阿劳的公交车站顶篷采用了类似的结构，由钢架支撑。 透明屋顶由ETFE膜制成，并印有气泡形状。 中间空心封闭弧边组件有效平衡缆索内力，下方采用交叉斜柱。 经计算推测，考虑了倾覆弯矩要求。
建筑设计：Vehovar & Jauslin Architektur
▲ 线缆与边缘组件的连接节点
▲对焊气垫
行走馆——121馆
建筑设计：Arcomixing|博峰建筑
121号馆半隐于上海浦东张衡路180号南侧绿地的树林中。 由于单柱结构过于表现力，建筑师最终选择了两根交叉的柱子，实现了让人向外看的想法。 屋顶采用凹弧形钢板。 建筑师希望柱子与顶板融为一体，因此没有选择柱顶铰链和板下的柱托架。
▲ 计划演变
但如何让板子的底部平整呢？ 考虑到施工难度大，且全预制，现场无需明火，在柱顶制作了平板支撑板。 支撑板上的螺栓穿过钢板上的预制孔，现场安装非常方便。
我非常喜欢的一个细节是，纵向的白色箱梁允许两侧使用更薄的木材支撑在上面。 箱梁嵌入长凳内，无需增加支撑空间，成为天然的装饰。
严肃的面孔 - 格劳宾登州议会入口
建筑设计：瓦莱里奥·奥尔吉亚蒂
最后，我想与大家分享一个非常有趣的后置遮阳篷入口。 入口处只有一个坡道。 为了让残疾朋友能够享受到和正常人一样的待遇，两侧的双层青铜栏杆被做成了扶手，简洁又温馨。 。
▲ “悬柱”和扶手
主体结构为悬臂梁。 厚重的“严肃脸”让人很容易忽视远处细细的柱子。 “严肃的脸”的下端几乎与地面分离，仿佛悬挂在屋顶上。 从正面走去，似乎有一种失重的感觉。
▲ “严肃的脸”和扶手
还有一些有趣的遮阳篷案例，限于篇幅无法一一介绍。 仅在此列出，供大家欣赏。
参考
1. 日本大学建筑设计讲义
2.DARCH结构设计。
3.
4. 王方吉，庄申，董晓。 模糊1-2-1馆建筑结构设计[J]. 时代建筑，2016（2）：122-127。
