此前在光伏车棚结构方案比选时，涉及到一种结构体系，即自平衡拉杆系统。这个结构体系看似简单钢结构雨棚，却隐藏着不少结构概念。现在仔细挖掘，其实别有一番风味！生活就像这样，并非只有高光时刻，光鲜亮丽的外表下，更多的是苦楚与孤独。我们应当学会在朴素无华中寻得峰回路转的那份甘甜。你我都是普通人，何必自寻烦恼呢。

尘埃已经落定，我打算好好地翻阅一下林同棪大师的《结构概念与体系》这本书。我想要追忆起十多年前那种懵懵懂懂的感觉，去寻找当时的激情澎湃，追寻大师在书中所描绘的结构概念。

峰回路转，我打算用心多读些书，且不分类别。回想起来，毕业后确实没正经读过几本专业之外的书。我一直苦苦追寻的专业到底给我带来了什么呢？如此功利地学习，竟然迎来了这个行业真正的寒冬！这是多么讽刺和可笑啊。

云淡风轻，我想好好陪陪家人。我要收回那副仿佛永远长不大的稚嫩与臭脾气。在这里用心投入，才可能获得更多更好的正向反馈。

NO.1 结构体系

一个完整的结构通常至少需要有以下几大元素：有基础，有竖向构件，还有水平构件，这些构成了主干部分，而其他的部分就如同枝叶。我们所做的一切行为，都是在保证主体平衡的基础上，让枝叶变得更加“茂盛”，可以是像花枝招展那样，相互争奇斗艳；也可以是温文尔雅的样子，她红就由她红，她艳就由她艳。

室外雨棚可被视为一个典型的结构小品。结构就是建筑，所见的就是所得。因此，怎样做到轻巧落地是结构工程师需要重点思考的问题。除了主要的梁柱承重构件之外，我们会添加一些拉/压杆，以寻求新的内部平衡。

对以上几种方案进行计算分析，从构件应力角度比较不同，可看出方案一在该维度是最优的；从构件变形角度比较不同，也能看出方案一在该维度是最优的。柱底反力皆相同，这验证了拉压杆只是改变了体系内部的内力，而对柱脚没有帮助。

独柱悬挑的受力情况简单且明确，然而我们能够从另一个角度去审视结构体型的优化。道理其实很直观钢结构雨棚，当你抱着小孩时，往往会下意识地通过微微后仰来调整重心，以保持新的平衡。这就如同结构概念设计中广为人知的那样，要确保结构的质心与刚心尽量重合，这是为了解决结构的扭转问题。我们现在要解决的是荷载中心与结构抵抗能力相吻合的问题，同时要解决不平衡荷载的倾覆问题。

立柱倾斜一定角度后，能看出拉压杆应力变化较小。主要是下柱应力有了较大改变，从 612 减小到了 464。柱底弯矩也从 128 减小到了 100。总体来看，减小幅度约 25%，效果较为明显。仅改变下体型，没想到效果竟如此显著，这不比单纯去抠应力比更让人畅快吗？而且建筑佬或许更喜欢这种“姿态变化”的体态，哈哈！

NO.2 荷载不利布置

在结构静力手册中有一个篇幅是关于活荷载的不利布置的。常用的软件像 pkpm 或者 yjk 实际上也具备活荷载不利布置的黑匣子选项。很多人知晓可能有这么回事，但在实际操作中常常容易忽视它的存在。这样一来，被遗忘的角落或许会让你感到害怕、难以入眠。想想那些轰然倒塌的结构不正是在人们不经意的时候发生的吗？

为什么要考虑荷载不利布置呢？因为对称的荷载在某些效应方面是能够彼此相互平衡的。而荷载的不利布置则是由于不均匀性，从而导致了体系出现不平衡的情况。

拉压杆体系

对于位移控制，我们主要关注两个方面。其一为竖向最大挠度，其二为水平向最大侧移。不同的结构以及不同的规范，其对应构件控制的变形限值存在较大差异。并且，变形需要看相对值，而不是绝对值，这便是要理解构件控制变形的内涵所在。

拉杆需注意张紧也就是刚度。若不注意，就会出现不同的情况。曾见过现场拉杆有下垂现象，就像预应力梁忘记张拉一样，这与设计假定差异很大。所以在拉杆设计时，一定要保证拉杆有效。一是实际受力要作为拉杆，不能考虑受压刚度；二是施工要按拉杆的要求处理。若拉杆失效，受力体系就会发生变化。

计算假定与实际施工是否相符一直是施工中需要重点关注的事项。例如，像上面提到的刚接与铰接边界条件的情况，以及拉杆设计预张力失效的情况等。

结构敏感性

结构敏感性分析主要从刚度方面入手。其思路与控制挠度相同，主要将关注点放在横梁顶点的位移以及柱顶的最大侧移上。

通过分析我们知道了以下几个特征：

梁的竖向挠度控制并非是梁自身。实际上起作用的是柱以及拉杆的刚度。因此，当出现竖向挠度不够的情况时，不应该优先考虑加大梁的截面尺寸。因为这样做不仅不经济，而且改善效果也不明显。

柱脚斜杆对结构侧向刚度有影响。无斜杆结构是完全悬臂柱方案。斜杆能使柱敏感系数降低 50%。显然，拉杆方案更经济有效。

柱倾斜方案在侧移维度的构件敏感系数比竖向方案小，柱倾斜方案在竖向变形维度的构件敏感系数也比竖向方案小，这说明该方案是有效的。

综上，我们再次验证了拉压杆的存在仅仅解决了结构体系内力分配的问题。对于整个系统而言，它依然属于一个“悬臂柱”。我们从荷载传递角度或者力流角度来进行分析与设计，或许会使我们的设计更为高效。