大悬挑钢结构拱形雨篷节点设计与有限元分析

高 健 姜 健 李一松

(1．同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海200092;2．同济大学土木工程学院，上海200092)

1 引言

现代建筑工程中，雨篷是建筑物必不可少的辅助构件，一般设置在人员流动较大的建筑物出入口［1－2］。随着中国钢材产量的大幅度提高，钢结构设计建造技术的不断进步，钢结构雨篷以其强度高，自重小，抗震性、抗倾覆能力强等特点受到越来越多的关注。其常见形式有拉杆式、拉索式、桁架式和钢网架式等［3－4］。在实际工程中，受到主体建筑物的外形要求以及实际使用需要，雨篷的跨度和悬挑较大，设计时一般采用悬臂钢梁与斜拉杆相结合的方式［5］，以减小主要受力钢梁的截面，保证结构安全。但斜拉杆的老化和锚固问题常常影响雨篷承载性能，工程中常采用拱形网架代替斜拉杆。但是，大跨度和大悬挑钢结构雨篷，由于跨度较大再加上现阶段设计、施工技术的局限，无法完全控制其结构上的各种荷载及其可能对结构产生的各种不利影响，包括大面积的屋面风荷载、温度变化荷载、雪荷载、堆积和不均匀分布等［6－7］。

大悬挑钢结构雨篷的设计过程中，重点需要综合考虑雨篷的自重，风荷载、雪荷载等。大悬挑雨篷结构中破坏形式最为严重和最为危险的是挑梁倾覆破坏［8－10］。挑梁倾覆破坏是挑梁连接的混凝土柱局部受压破坏和挑梁本身的破坏，在结构设计过程中需要设计多种结构模型，经过大量缜密的计算分析，反复试验和研讨论证，得出最安全、最科学的设计结构。……