因建筑的功能要求，在主楼标高4.700处设置雨篷，北侧雨篷悬挑长度为2.600m，东侧悬挑2.100m，东北角大雨篷最大跨度约13.1m，如图1所示。北侧和东侧雨篷较长，因此通过抗震缝与角部大雨篷脱开。

项目位于浙江舟山，风荷载较大。悬挑大雨篷采用钢结构，充分发挥其自重小、抗震性能较强、承载力较高等优点。但钢雨篷悬挑大，主楼可供支承的框架柱少，对于承受地震作用和风荷载均较大的大悬挑钢雨篷，选择怎么样的结构布置方式，既安全又经济，是结构工程师面临的难题[1,2]。结合工程实际，对比分析比较常用的四种结构方案，为其他类似项目提供参考。

大雨篷相邻主楼采用现浇钢筋混凝土框架结构，能够提供支承作用的仅四根柱子和边梁。大雨篷上盖玻璃，因此大雨篷采用钢结构。在不增加立柱的前提下，针对悬挑较大的结构设计难题，分别采用下方设置斜撑或者上方采用拉杆的两种结构方案；后来在这两者初步设计的基础上，在不影响大厅门口的交通的情况下，从地下室顶板楼面梁上抬两根立柱，成为第三种结构布置方案。

从立柱根部设置两根斜撑，如图2所示，斜撑中心线长度约为5.83m，从支撑上端点起算，最大悬挑跨度仍有7.0m。

栏杆模型则是在常规悬挑梁布置方式上，通过拉杆减少钢结构承担的荷载。钢拉杆采用实芯圆棒，长度约为10.4m，从拉杆下端点可以看到，悬挑最大距离4.06m，见图3。

图4是在不影响建筑专业行车流线的前提下，在入口处设置一根钢立柱，架立在地下室顶板的框架梁上，根据立柱重新调整中立。

为了更进一步减小悬挑跨度，在立柱顶部设立树杈柱，如图5。

针对上述四个不同结构布置方案分别进行建模分析，钢材等级选为Q355B，钢梁截面规格以H450×200×9×14和H250×125×6×9为主，柱脚刚接。方案一斜撑两端铰接，斜撑、与之相邻的杆件截面增大到H550×300×11×18。方案二拉杆采用SR150实腹钢棒，两端铰接，与拉杆相邻的杆件截面同样采用H550×300×11×18。方案三新增立柱采用P450×9的圆钢管，方案四树杈杆截面均为P245×9的圆钢管。

结构自重程序自动计算，并放大1.1倍以考虑构件节点加强等措施。针对雨篷上覆玻璃及固定用玻璃爪的重量，附加恒载取为0.4k N/m2。雨篷活荷载取0.5k N/m2，雪荷载基本雪压也是0.5k N/m2，二者不重复计算。基本风压取值0.85k N/m2(50年一遇），风吸力体型系数取为1.4，风振系数取为1.5[1]。钢结构玻璃雨棚，重量较轻，分析时不考虑地震作用。

主要比较不同结构方案对应的竖向变形、风吸力下向上的竖向变形，以及各种组合工况下杆件最大稳定应力比。风荷载主要考虑上吸不利工况，工况组合时风荷载负号代表雨篷作用同样大小的风压力，对于接近平面的雨篷，风压力为零，因此在荷载组合时去掉风荷载负号的情况。

在“1.0恒+1.0活”标准组合下，四种方案所对应的竖向变形结果见图6，最大竖向变形较为接近，在55.7～71.0mm之间。不同的是，方案一和方案二最大变形主要出现在雨篷中间悬挑最大的端部，而方案三和方案四，新增立柱减少了雨篷的悬挑长度，最大变形出现在两侧。风吸力下雨篷的变形分布类似图5，方向相反，结果如表1所示，新增立柱可有效地将向上变形减小约一半。

恒活基本组合下，方案一对应杆件轴力如图7所示，可以看出，斜撑受到轴压力660.7k N，顶部雨篷相连杆件受拉，轴拉力为312.2k N。方案二拉杆对应的轴拉力为449.7k N，如图6(b）所示；而上吸风对应拉杆的轴压力为294.1k N。

各种工况下构件的应力比结果如图8所示，最大应力控制在0.6～0.8之间，方案四的最大应力比最小。

统计雨篷钢用量，四个方案对比情况如表2。结合图7的应力比看，在应力比最小的情况下（相当于安全储备最大），方案四的用钢量反而最小，说明了通过树杈柱有效减小了钢雨篷的悬挑长度，受力合理，因此实际设计中采用了此方案。

通过设置钢斜撑、钢拉杆、增设立柱和增设树杈柱的四个结构方案比选，发现增设树杈柱的结构方案，减小钢雨篷悬挑跨度最有效，在应力比最小的前提下，用钢量反而最省，体现了安全经济的设计原则，成为最终选择的结构布置方案。