本文转载自公众号土木吧（id:tumubar）

作者：左晓明，中国中元国际工程有限公司

高级工程师、一级注册结构工程师

一级注册建造师、PMP，从事结构设计及工程管理相关工作。

1 引言

在公共建筑中，大悬挑钢结构雨篷的应用较为广泛。在实际工程中，由于主体建筑的条件限制，以及建筑对雨篷各方面的造型要求不同，使得大悬挑钢结构雨篷的设计需要采取不同的处理方法，并因此对应有不同计算模型。现有建成的钢结构雨篷，经常可见不合理之处，如在较大风荷载或雪荷载的作用下很容易发生结构的破坏，并且在雪灾、地震中这种雨篷的破坏数见不鲜。本文对此类雨篷的情况进行了总结分类，分析了每种类型的雨篷所适应的主体情况，及建筑美观的优缺点，并且提出了各种雨篷类型相应的设计要点。

2 大悬挑雨篷的主体连接条件

对于大悬挑雨篷一般高度设置在首层顶标高处，即 2 层地面标高。因此其钢梁可与 2 层框架梁直接连接，钢梁间距也可小于柱距。对于拉杆上部连接点，一般由于 2 层层高较大（一般大于 4m），而建筑又对拉杆上部拉结点高度有一定限制，所以拉杆上部连接点一般无法设置在 3 层框架梁上，只能设置在柱上；根据以上特点，拉杆的位置与数量都受到了一定的限制。

3大悬挑雨篷的受力体系类型

根据实际情况，提出以下六种形式的雨篷结构（见图 1～图 6）。

各种类型雨蓬关键节点的连接方式及受力特征见表 1。

为叙述方便，现定义垂直于建筑物方向的梁为横向梁，平行于建筑物方向的梁为纵向梁。

各类型雨篷特点如下：

A 类型雨篷：为使两根拉杆对整片雨篷起到支撑作用，纵横杆件采用刚接节点。雨篷支座节点设计为铰接节点，拉杆则按拉压杆考虑，以抵抗风吸力作用。该类型雨篷支座节点设计制作均较为简洁；纵横向水平杆件大小均匀，较为美观，但纵横梁刚接节点处理较复杂。

B 类型雨篷：与 A 类型基本相同。不同点是雨篷支座节点设计为刚接节点，拉杆则按单拉杆考虑，风吸力作用由支座刚接节点抵抗。该类型雨篷支座节点设计制作均较为复杂；但拉杆由于是单拉杆，因此长细比限制较小，所以较细，感官上更为轻盈。

C 类型雨篷：纵横向水平杆件大小相差较大。横向杆件截面较大，纵向杆件截面很小。并且为使两根拉杆对整片雨篷起到支撑作用，在整片雨篷上方设置一根通长的圆管杆件。纵横杆件采用铰接节点，纵向杆件起到对横向杆件的侧向支撑作用，以减小横向杆件的长细比。支座节点及拉杆均同 A 类型一样考虑。该类型雨篷纵向杆件很细，可在一定程度上满足建筑对雨篷结构的轻盈性的要求；但上部拉杆较粗，通长圆管杆略显复杂。

D 类型雨篷：与 C 类型基本相同，不同之处为雨篷支座节点设计为刚接节点；拉杆则按单拉杆考虑， 在风吸力作用下，雨篷支座承担负弯矩，此时拉杆考虑受压失效。该类型雨篷除 C 型的优缺点外，又改善了拉杆的粗度，使得雨篷更加轻盈。

E 类型雨篷：与 C 类型雨篷也比较相近。不同之处为，该类型雨篷设置四根空间拉杆，因此使得上部通长圆管杆件的粗度减小。同时在建筑美观方面使得雨篷较 C 类型雨篷更加轻盈，但拉杆的数量增多，而且从正立面来讲，出现了斜向线条。

F 类型雨篷：与 E 类型雨篷也比较相近。不同之处为该类型雨篷支座节点设计为刚接节点；拉杆则按单拉杆考虑。该类型进一步使得拉杆粗度减小，较 E类型更为轻盈。

4.1.5地震作用

根据《建筑抗震设计规范》可按竖向地震反应谱方法计算或按 5.3.3 条简化计算。在采用反应谱方法计算时可取水平地震影响系数的 0.65 倍来定义竖向反应谱 。

4.2 荷载组合

根据《建筑结构荷载规范》采用荷载效应的基本组合对结构承载力极限状态进行验算，对基本组合的规定：

屋面活荷载及雪荷载与风荷载反向，因此不同时组合；

在永久荷载对结构有利时分项系数取1.0

由以上得到基本组合如下。

5杆件截面控制

5.1雨篷横向梁

主要由计算应力与变形控制，一般变形为控制因素。长细比控制一般 150。

5.2雨篷纵向梁

对于 A、B 两种类型仍然受应力与变形控制，一般长细比 150。其余均按支撑控制 200。

5.1雨篷拉杆

对于 A、C、E 三种类型雨篷需按拉压杆控制，但由于在风载下受压控制 250。

对于 B、D、F 三种类型按拉杆控制长细比 400， 考虑在风荷载作用下杆件失效。

6 关键节点处理

5.1纵横梁刚接点

纵横梁连接节点见图 7。

对于 A、B 两种类型雨篷可采用 1 方式连接，但对于 A 型由于在风吸力作用下连接板受压，应适当加劲板以减小连接板的宽厚比，以满足受压要求。连接板可布置于雨篷上玻璃缝位置，便于安装。C、D 两种类型雨篷拉杆可采用 2、3 两种连接方式。对于E、F 两种类型雨篷拉杆应采用 2 连接方式，由于拉杆对于连接板有平面外的拉力，因此采用 2 方式，可使通长圆管平衡该力，雨篷梁通过连接板与通长圆管连接，此时，连接板仍然保持轴向受力，避免了在平面外的弱方向受力，受力合理。

7 算例对比分析

按雨篷在北京地区进行算例分析，则基本荷载及参数如表 2。

8结语

大悬挑钢结构雨篷经常有不合理之处，在各种灾害或满载情况下出现事故也数见不鲜。本文对大悬挑钢结构雨篷的设计过程进行详尽总结，提出了杆件控制因素与关键节点的设计方式，并通过具体算例给出了设计建议，为今后的大悬挑钢结构雨篷的设计提供参考。

转自：钢结构-公众号