鋼結構平面桁架單臂懸挑站臺雨棚結構受力分析研究

邢振宇

【摘 要】 以一新建鐵路旅客車站站臺雨棚為例，對鋼結構平面桁架單臂懸挑站臺雨棚的結構方案、結構計算受力分析進行了介紹，提出了拉桿角度與拉桿位置的選取、下弦桿強度與平面外穩定、格構柱柱頂位移與強度控制是影響結構設計結果的主控因素，應用MIDAS GEN通用有限元計算軟件進行對比分析，得到了合理的拉桿角度與拉桿位置、設置下弦桿隅撐、設置格構式雙肢斜向支撐、適當設置尾翼的方法可以使結構達到更優的受力狀態。

【關鍵詞】 旅客車站 站臺雨棚 拉桿 合理夾角 平面外穩定 斜向支撐 尾翼

1 引言

伴隨著國民經濟的發展，站臺雨棚作為鐵路客運車站的重要組成部分，其結構形式歷經著混凝土結構到鋼結構的轉變，應運而生了一系列規模空前的大空間、大跨度鋼結構雨棚。無疑，對于這種造型各異的大空間跨度雨棚，鋼結構是首當其沖的結構材料，同時，也對相關工程提出了更高的設計要求，本文就鋼結構平面桁架單臂懸挑站臺雨棚進行了受力分析研究。

2 結構方案

根據建筑造型及結構受力等特點，實際結構設計中將站臺雨棚分為三個結構區段，分別為：主站房區段，主站房東側區段、主站房西側區段，因主站房西側區段雨棚沿軌道方向超長，為了有效減少溫度應力影響，在主站房西側設置了一道伸縮縫，基本控制在每120-150米設置一道伸縮縫，通過結構縫的設置，將雨棚分為明確的受力單元，分別進行結構設計與計算。

單臂懸挑鋼結構雨棚的懸挑鋼梁多采用H型鋼，本工程根據建筑造型要求，采用了鋼結構平面桁架型式，雨棚結構采用鋼管混凝土雙肢格構柱、平面桁架梁與拉桿組成，此種結構通過初算及桁架構造要求，桁架端部高度取其懸挑長度的1/8到1/10，按照懸挑長度13m計，桁架端部高度1.5米。受建筑造型及梁柱節點安全可靠原則的限制，將各榀平面桁架端部高度取為一致，即都取為1.5m。混凝土雙肢格構柱單柱截面為直徑350mm的鋼管混凝土柱，格構柱雙肢間距1000mm，雙肢間通過柱間撐桿連接，撐桿沿柱長方向距離為1500mm。鋼管混凝土柱柱頂位置設置一拉桿拉結于平面桁架梁上弦。站臺雨棚單榀與整體結構計算模型如圖1、圖2。

3 設計主要參數及荷載取值

3.1 設計主要參數

1）結構設計使用年限50年；

2）建筑結構安全等級為二級，結構重要性系數1.0；

3）抗震設防烈度8度，設計基本地震加速度0.2g，設計地震分組為第一組，場地為III類場地。

3.2 荷載標準值

1）自重：程序自動計算；

2）恒載：0.5kN/m2（含屋面作法）；

3）活載：不上人屋面0.5kN/m2，基本雪壓0.35kN/m2，比活荷載小，二者取大值；

4）風荷載：地面粗糙度類別為B類，50年一遇基本風壓為0.55 kN/m2；

5）溫度：±30℃。

3.3 荷載組合

荷載組合考慮了恒載、活載、風荷載、溫度作用、地震作用等各項荷載按照荷載規范要求進行了組合，本文重點給出了三組典型控制情況下的荷載組合。

第一組（恒荷載、風吸力與升溫組合）

1）1.0恒荷載+1.4左風吸+1.4×0.6升溫

2）1.0恒荷載+1.4右風吸+1.4×0.6升溫

3）1.0恒荷載+1.4×0.6左風吸+1.4升溫

4）1.0恒荷載+1.4×0.6右風吸+1.4升溫

第二組（恒荷載、活荷載、風壓與降溫組合）

1）1.2恒荷載+1.4活荷載+1.4×0.6左風壓+1.4×0.6降溫

2）1.2恒荷載+1.4活荷載+1.4×0.6右風壓+1.4×0.6降溫

3）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4左風壓+1.4×0.6降溫

4）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4右風壓+1.4×0.6降溫

5）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6左風壓+1.4降溫

6）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6右風壓+1.4降溫

7）1.35恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6左風壓+1.4×0.6降溫

8）1.35恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6右風壓+1.4×0.6降溫

第三組（恒荷載、活荷載、地震與風壓組合）

1）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ex+1.4×0.2左風壓

2）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ex+1.4×0.2右風壓

3）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ey+1.4×0.2左風壓

4）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ey+1.4×0.2右風壓

4 結構受力分析的主控因素

結構受力計算采用通用有限元軟件MIDAS GEN進行分析計算，現將結構受力分析中影響設計結果的主控因素介紹如下。

該實際工程位于內蒙古地區，基本風壓較大，在風吸力和風壓力的交互作用下，懸挑平面桁架的懸挑端位移的控制是影響設計結果的主控因素之一，通過設置拉桿可以很好的控制平面桁架的懸挑端位移，經過試算，鋼管混凝土柱與拉桿角度及拉桿拉結桁架上弦的位置對于計算結果有著較大影響，通過多種拉桿角度的對比計算分析，最終確定了拉桿與雨棚柱角度在65度左右時，在滿足同樣的結構應力比及桁架撓度情況下，拉桿軸力最小，過大與過小的角度都使得拉桿承擔了更大的軸力，從而使結構受力不利。換言之，拉桿與雨棚柱角度在65度左右時，可達到最優的受力狀態，使得結構更為經濟、合理。

在一般荷載作用下，平面桁架下弦桿是支撐整個平面桁架體系的關鍵，桁架梁與格構柱交接的梁柱節點處下弦桿的強度控制及下弦平面外穩定是影響設計結果的又一主控因素，經過模型對比試算，在風壓力、恒荷載、活荷載及降溫荷載組合情況下，下弦應力達到最大值。在計算平面外，由于桁架上弦桿有上部檁條及屋蓋的支撐，平面外計算長度可以分段計算，平面外穩定性較好。而平面桁架的下弦，平面外沒有支撐，平面外穩定計算長度應按照懸挑構件考慮，下弦平面外的穩定成為平面桁架最為重要的控制因素，在實際工程中，通過設置輕巧的隅撐，隅撐將下弦桿與屋面檁條拉結一起，減小了平面外下弦桿計算長度，可以很好的保證下弦桿的平面外穩定。

在荷載作用下，單臂的懸挑將產生很大的不平衡彎矩，格構柱用來承擔這一不平衡彎矩。從抵抗這一不平衡彎矩角度上考慮，格構柱的強度及柱頂位移控制是影響設計結果的另一主控因素，通過模型對比試算，設置格構式雙柱斜向支撐，可以有效降低格構柱應力比，降低柱頂位移，使得結構受力更為合理。而從如何使結構本身自平衡這一彎矩角度上考慮，尾翼的設置無疑使得結構能夠降低懸挑結構的不平衡彎矩。

5 結論及建議

針對平面桁架單臂懸挑站臺雨棚的建筑造型要求，通過結構模型的試算對比分析，提出如下幾點結論及建議。

（1）合理選取拉桿角度與拉桿位置，就此類單臂懸挑雨棚，拉桿設置在懸挑長度的2/3，拉桿與雨棚柱角度在65度左右時，可達到最優的受力狀態，使得結構更為經濟、合理。同時，需要注意拉桿與桁架相連的銷釘設計，應保證銷釘的剪切破壞不提前于拉桿的極限受拉破壞。

（2）桁架下弦桿是支撐整個桁架體系的關鍵，通過設置隅撐，下弦桿的平面外穩定性可以得到滿足。

（3）設置格構式雙肢柱柱間斜向支撐，這樣更能發揮鋼管混凝土格構柱的使用效率，可以有效降低格構柱應力比，從而降低鋼材用量。

（4）適當設置尾翼，可以有效平衡單臂懸挑的不平衡彎矩，從而可以達到更大的安全儲備或在同等安全儲備條件下，降低鋼材用量。

（5）上述對此類平面桁架單臂懸挑站臺雨棚的計算方法及受力分析研究與探討可對今后類似工程提供參考。

參考文獻：

[1]《管桁架結構設計與施工》.中國建筑工業出版社.

[2]《鋼結構設計手冊》.中國建筑工業出版社.

[3]《建筑結構荷載規范》GB50009-2012.

[4]《鋼結構設計規范》GB50017-2003.

[5]《鋼管混凝土結構設計與施工規程（CECS28：90）》.中國計劃出版社.

[6]《midas Gen工程應用指南》.中國建筑工業出版社.endprint

【摘 要】 以一新建鐵路旅客車站站臺雨棚為例，對鋼結構平面桁架單臂懸挑站臺雨棚的結構方案、結構計算受力分析進行了介紹，提出了拉桿角度與拉桿位置的選取、下弦桿強度與平面外穩定、格構柱柱頂位移與強度控制是影響結構設計結果的主控因素，應用MIDAS GEN通用有限元計算軟件進行對比分析，得到了合理的拉桿角度與拉桿位置、設置下弦桿隅撐、設置格構式雙肢斜向支撐、適當設置尾翼的方法可以使結構達到更優的受力狀態。

【關鍵詞】 旅客車站 站臺雨棚 拉桿 合理夾角 平面外穩定 斜向支撐 尾翼

1 引言

伴隨著國民經濟的發展，站臺雨棚作為鐵路客運車站的重要組成部分，其結構形式歷經著混凝土結構到鋼結構的轉變，應運而生了一系列規模空前的大空間、大跨度鋼結構雨棚。無疑，對于這種造型各異的大空間跨度雨棚，鋼結構是首當其沖的結構材料，同時，也對相關工程提出了更高的設計要求，本文就鋼結構平面桁架單臂懸挑站臺雨棚進行了受力分析研究。

2 結構方案

根據建筑造型及結構受力等特點，實際結構設計中將站臺雨棚分為三個結構區段，分別為：主站房區段，主站房東側區段、主站房西側區段，因主站房西側區段雨棚沿軌道方向超長，為了有效減少溫度應力影響，在主站房西側設置了一道伸縮縫，基本控制在每120-150米設置一道伸縮縫，通過結構縫的設置，將雨棚分為明確的受力單元，分別進行結構設計與計算。

單臂懸挑鋼結構雨棚的懸挑鋼梁多采用H型鋼，本工程根據建筑造型要求，采用了鋼結構平面桁架型式，雨棚結構采用鋼管混凝土雙肢格構柱、平面桁架梁與拉桿組成，此種結構通過初算及桁架構造要求，桁架端部高度取其懸挑長度的1/8到1/10，按照懸挑長度13m計，桁架端部高度1.5米。受建筑造型及梁柱節點安全可靠原則的限制，將各榀平面桁架端部高度取為一致，即都取為1.5m。混凝土雙肢格構柱單柱截面為直徑350mm的鋼管混凝土柱，格構柱雙肢間距1000mm，雙肢間通過柱間撐桿連接，撐桿沿柱長方向距離為1500mm。鋼管混凝土柱柱頂位置設置一拉桿拉結于平面桁架梁上弦。站臺雨棚單榀與整體結構計算模型如圖1、圖2。

3 設計主要參數及荷載取值

3.1 設計主要參數

1）結構設計使用年限50年；

2）建筑結構安全等級為二級，結構重要性系數1.0；

3）抗震設防烈度8度，設計基本地震加速度0.2g，設計地震分組為第一組，場地為III類場地。

3.2 荷載標準值

1）自重：程序自動計算；

2）恒載：0.5kN/m2（含屋面作法）；

3）活載：不上人屋面0.5kN/m2，基本雪壓0.35kN/m2，比活荷載小，二者取大值；

4）風荷載：地面粗糙度類別為B類，50年一遇基本風壓為0.55 kN/m2；

5）溫度：±30℃。

3.3 荷載組合

荷載組合考慮了恒載、活載、風荷載、溫度作用、地震作用等各項荷載按照荷載規范要求進行了組合，本文重點給出了三組典型控制情況下的荷載組合。

第一組（恒荷載、風吸力與升溫組合）

1）1.0恒荷載+1.4左風吸+1.4×0.6升溫

2）1.0恒荷載+1.4右風吸+1.4×0.6升溫

3）1.0恒荷載+1.4×0.6左風吸+1.4升溫

4）1.0恒荷載+1.4×0.6右風吸+1.4升溫

第二組（恒荷載、活荷載、風壓與降溫組合）

1）1.2恒荷載+1.4活荷載+1.4×0.6左風壓+1.4×0.6降溫

2）1.2恒荷載+1.4活荷載+1.4×0.6右風壓+1.4×0.6降溫

3）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4左風壓+1.4×0.6降溫

4）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4右風壓+1.4×0.6降溫

5）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6左風壓+1.4降溫

6）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6右風壓+1.4降溫

7）1.35恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6左風壓+1.4×0.6降溫

8）1.35恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6右風壓+1.4×0.6降溫

第三組（恒荷載、活荷載、地震與風壓組合）

1）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ex+1.4×0.2左風壓

2）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ex+1.4×0.2右風壓

3）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ey+1.4×0.2左風壓

4）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ey+1.4×0.2右風壓

4 結構受力分析的主控因素

結構受力計算采用通用有限元軟件MIDAS GEN進行分析計算，現將結構受力分析中影響設計結果的主控因素介紹如下。

該實際工程位于內蒙古地區，基本風壓較大，在風吸力和風壓力的交互作用下，懸挑平面桁架的懸挑端位移的控制是影響設計結果的主控因素之一，通過設置拉桿可以很好的控制平面桁架的懸挑端位移，經過試算，鋼管混凝土柱與拉桿角度及拉桿拉結桁架上弦的位置對于計算結果有著較大影響，通過多種拉桿角度的對比計算分析，最終確定了拉桿與雨棚柱角度在65度左右時，在滿足同樣的結構應力比及桁架撓度情況下，拉桿軸力最小，過大與過小的角度都使得拉桿承擔了更大的軸力，從而使結構受力不利。換言之，拉桿與雨棚柱角度在65度左右時，可達到最優的受力狀態，使得結構更為經濟、合理。

在一般荷載作用下，平面桁架下弦桿是支撐整個平面桁架體系的關鍵，桁架梁與格構柱交接的梁柱節點處下弦桿的強度控制及下弦平面外穩定是影響設計結果的又一主控因素，經過模型對比試算，在風壓力、恒荷載、活荷載及降溫荷載組合情況下，下弦應力達到最大值。在計算平面外，由于桁架上弦桿有上部檁條及屋蓋的支撐，平面外計算長度可以分段計算，平面外穩定性較好。而平面桁架的下弦，平面外沒有支撐，平面外穩定計算長度應按照懸挑構件考慮，下弦平面外的穩定成為平面桁架最為重要的控制因素，在實際工程中，通過設置輕巧的隅撐，隅撐將下弦桿與屋面檁條拉結一起，減小了平面外下弦桿計算長度，可以很好的保證下弦桿的平面外穩定。

在荷載作用下，單臂的懸挑將產生很大的不平衡彎矩，格構柱用來承擔這一不平衡彎矩。從抵抗這一不平衡彎矩角度上考慮，格構柱的強度及柱頂位移控制是影響設計結果的另一主控因素，通過模型對比試算，設置格構式雙柱斜向支撐，可以有效降低格構柱應力比，降低柱頂位移，使得結構受力更為合理。而從如何使結構本身自平衡這一彎矩角度上考慮，尾翼的設置無疑使得結構能夠降低懸挑結構的不平衡彎矩。

5 結論及建議

針對平面桁架單臂懸挑站臺雨棚的建筑造型要求，通過結構模型的試算對比分析，提出如下幾點結論及建議。

（1）合理選取拉桿角度與拉桿位置，就此類單臂懸挑雨棚，拉桿設置在懸挑長度的2/3，拉桿與雨棚柱角度在65度左右時，可達到最優的受力狀態，使得結構更為經濟、合理。同時，需要注意拉桿與桁架相連的銷釘設計，應保證銷釘的剪切破壞不提前于拉桿的極限受拉破壞。

（2）桁架下弦桿是支撐整個桁架體系的關鍵，通過設置隅撐，下弦桿的平面外穩定性可以得到滿足。

（3）設置格構式雙肢柱柱間斜向支撐，這樣更能發揮鋼管混凝土格構柱的使用效率，可以有效降低格構柱應力比，從而降低鋼材用量。

（4）適當設置尾翼，可以有效平衡單臂懸挑的不平衡彎矩，從而可以達到更大的安全儲備或在同等安全儲備條件下，降低鋼材用量。

（5）上述對此類平面桁架單臂懸挑站臺雨棚的計算方法及受力分析研究與探討可對今后類似工程提供參考。

參考文獻：

[1]《管桁架結構設計與施工》.中國建筑工業出版社.

[2]《鋼結構設計手冊》.中國建筑工業出版社.

[3]《建筑結構荷載規范》GB50009-2012.

[4]《鋼結構設計規范》GB50017-2003.

[5]《鋼管混凝土結構設計與施工規程（CECS28：90）》.中國計劃出版社.

[6]《midas Gen工程應用指南》.中國建筑工業出版社.endprint

【摘 要】 以一新建鐵路旅客車站站臺雨棚為例，對鋼結構平面桁架單臂懸挑站臺雨棚的結構方案、結構計算受力分析進行了介紹，提出了拉桿角度與拉桿位置的選取、下弦桿強度與平面外穩定、格構柱柱頂位移與強度控制是影響結構設計結果的主控因素，應用MIDAS GEN通用有限元計算軟件進行對比分析，得到了合理的拉桿角度與拉桿位置、設置下弦桿隅撐、設置格構式雙肢斜向支撐、適當設置尾翼的方法可以使結構達到更優的受力狀態。

【關鍵詞】 旅客車站 站臺雨棚 拉桿 合理夾角 平面外穩定 斜向支撐 尾翼

1 引言

伴隨著國民經濟的發展，站臺雨棚作為鐵路客運車站的重要組成部分，其結構形式歷經著混凝土結構到鋼結構的轉變，應運而生了一系列規模空前的大空間、大跨度鋼結構雨棚。無疑，對于這種造型各異的大空間跨度雨棚，鋼結構是首當其沖的結構材料，同時，也對相關工程提出了更高的設計要求，本文就鋼結構平面桁架單臂懸挑站臺雨棚進行了受力分析研究。

2 結構方案

根據建筑造型及結構受力等特點，實際結構設計中將站臺雨棚分為三個結構區段，分別為：主站房區段，主站房東側區段、主站房西側區段，因主站房西側區段雨棚沿軌道方向超長，為了有效減少溫度應力影響，在主站房西側設置了一道伸縮縫，基本控制在每120-150米設置一道伸縮縫，通過結構縫的設置，將雨棚分為明確的受力單元，分別進行結構設計與計算。

單臂懸挑鋼結構雨棚的懸挑鋼梁多采用H型鋼，本工程根據建筑造型要求，采用了鋼結構平面桁架型式，雨棚結構采用鋼管混凝土雙肢格構柱、平面桁架梁與拉桿組成，此種結構通過初算及桁架構造要求，桁架端部高度取其懸挑長度的1/8到1/10，按照懸挑長度13m計，桁架端部高度1.5米。受建筑造型及梁柱節點安全可靠原則的限制，將各榀平面桁架端部高度取為一致，即都取為1.5m。混凝土雙肢格構柱單柱截面為直徑350mm的鋼管混凝土柱，格構柱雙肢間距1000mm，雙肢間通過柱間撐桿連接，撐桿沿柱長方向距離為1500mm。鋼管混凝土柱柱頂位置設置一拉桿拉結于平面桁架梁上弦。站臺雨棚單榀與整體結構計算模型如圖1、圖2。

3 設計主要參數及荷載取值

3.1 設計主要參數

1）結構設計使用年限50年；

2）建筑結構安全等級為二級，結構重要性系數1.0；

3）抗震設防烈度8度，設計基本地震加速度0.2g，設計地震分組為第一組，場地為III類場地。

3.2 荷載標準值

1）自重：程序自動計算；

2）恒載：0.5kN/m2（含屋面作法）；

3）活載：不上人屋面0.5kN/m2，基本雪壓0.35kN/m2，比活荷載小，二者取大值；

4）風荷載：地面粗糙度類別為B類，50年一遇基本風壓為0.55 kN/m2；

5）溫度：±30℃。

3.3 荷載組合

荷載組合考慮了恒載、活載、風荷載、溫度作用、地震作用等各項荷載按照荷載規范要求進行了組合，本文重點給出了三組典型控制情況下的荷載組合。

第一組（恒荷載、風吸力與升溫組合）

1）1.0恒荷載+1.4左風吸+1.4×0.6升溫

2）1.0恒荷載+1.4右風吸+1.4×0.6升溫

3）1.0恒荷載+1.4×0.6左風吸+1.4升溫

4）1.0恒荷載+1.4×0.6右風吸+1.4升溫

第二組（恒荷載、活荷載、風壓與降溫組合）

1）1.2恒荷載+1.4活荷載+1.4×0.6左風壓+1.4×0.6降溫

2）1.2恒荷載+1.4活荷載+1.4×0.6右風壓+1.4×0.6降溫

3）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4左風壓+1.4×0.6降溫

4）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4右風壓+1.4×0.6降溫

5）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6左風壓+1.4降溫

6）1.2恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6右風壓+1.4降溫

7）1.35恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6左風壓+1.4×0.6降溫

8）1.35恒荷載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6右風壓+1.4×0.6降溫

第三組（恒荷載、活荷載、地震與風壓組合）

1）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ex+1.4×0.2左風壓

2）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ex+1.4×0.2右風壓

3）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ey+1.4×0.2左風壓

4）1.2（恒荷載+0.5活荷載）+1.3Ey+1.4×0.2右風壓

4 結構受力分析的主控因素

結構受力計算采用通用有限元軟件MIDAS GEN進行分析計算，現將結構受力分析中影響設計結果的主控因素介紹如下。

該實際工程位于內蒙古地區，基本風壓較大，在風吸力和風壓力的交互作用下，懸挑平面桁架的懸挑端位移的控制是影響設計結果的主控因素之一，通過設置拉桿可以很好的控制平面桁架的懸挑端位移，經過試算，鋼管混凝土柱與拉桿角度及拉桿拉結桁架上弦的位置對于計算結果有著較大影響，通過多種拉桿角度的對比計算分析，最終確定了拉桿與雨棚柱角度在65度左右時，在滿足同樣的結構應力比及桁架撓度情況下，拉桿軸力最小，過大與過小的角度都使得拉桿承擔了更大的軸力，從而使結構受力不利。換言之，拉桿與雨棚柱角度在65度左右時，可達到最優的受力狀態，使得結構更為經濟、合理。

在一般荷載作用下，平面桁架下弦桿是支撐整個平面桁架體系的關鍵，桁架梁與格構柱交接的梁柱節點處下弦桿的強度控制及下弦平面外穩定是影響設計結果的又一主控因素，經過模型對比試算，在風壓力、恒荷載、活荷載及降溫荷載組合情況下，下弦應力達到最大值。在計算平面外，由于桁架上弦桿有上部檁條及屋蓋的支撐，平面外計算長度可以分段計算，平面外穩定性較好。而平面桁架的下弦，平面外沒有支撐，平面外穩定計算長度應按照懸挑構件考慮，下弦平面外的穩定成為平面桁架最為重要的控制因素，在實際工程中，通過設置輕巧的隅撐，隅撐將下弦桿與屋面檁條拉結一起，減小了平面外下弦桿計算長度，可以很好的保證下弦桿的平面外穩定。

在荷載作用下，單臂的懸挑將產生很大的不平衡彎矩，格構柱用來承擔這一不平衡彎矩。從抵抗這一不平衡彎矩角度上考慮，格構柱的強度及柱頂位移控制是影響設計結果的另一主控因素，通過模型對比試算，設置格構式雙柱斜向支撐，可以有效降低格構柱應力比，降低柱頂位移，使得結構受力更為合理。而從如何使結構本身自平衡這一彎矩角度上考慮，尾翼的設置無疑使得結構能夠降低懸挑結構的不平衡彎矩。

5 結論及建議

針對平面桁架單臂懸挑站臺雨棚的建筑造型要求，通過結構模型的試算對比分析，提出如下幾點結論及建議。

（1）合理選取拉桿角度與拉桿位置，就此類單臂懸挑雨棚，拉桿設置在懸挑長度的2/3，拉桿與雨棚柱角度在65度左右時，可達到最優的受力狀態，使得結構更為經濟、合理。同時，需要注意拉桿與桁架相連的銷釘設計，應保證銷釘的剪切破壞不提前于拉桿的極限受拉破壞。

（2）桁架下弦桿是支撐整個桁架體系的關鍵，通過設置隅撐，下弦桿的平面外穩定性可以得到滿足。

（3）設置格構式雙肢柱柱間斜向支撐，這樣更能發揮鋼管混凝土格構柱的使用效率，可以有效降低格構柱應力比，從而降低鋼材用量。

（4）適當設置尾翼，可以有效平衡單臂懸挑的不平衡彎矩，從而可以達到更大的安全儲備或在同等安全儲備條件下，降低鋼材用量。

（5）上述對此類平面桁架單臂懸挑站臺雨棚的計算方法及受力分析研究與探討可對今后類似工程提供參考。

參考文獻：

[1]《管桁架結構設計與施工》.中國建筑工業出版社.

[2]《鋼結構設計手冊》.中國建筑工業出版社.

[3]《建筑結構荷載規范》GB50009-2012.

[4]《鋼結構設計規范》GB50017-2003.

[5]《鋼管混凝土結構設計與施工規程（CECS28：90）》.中國計劃出版社.

[6]《midas Gen工程應用指南》.中國建筑工業出版社.endprint