常見懸挑構件設計要點

摘要：大多數建筑物設計、施工和加固過程，都用到懸挑梁結構。這是由于懸挑梁在整個建筑結構中所具有的特殊性而決定的。因而，一旦出現質量方面的問題，整個建筑結構都會收到影響。這就需要從結構設計方面開始調查，并針對懸挑梁的橫截面高度和寬度來進行探討和說明。

關鍵詞：懸挑結構；砌體結構設計；懸挑梁抗傾覆合算

懸挑結構大都出現在室外，但是二氧化碳、雨水等的侵蝕，以及用戶使用的具體情況，導致荷載出現不同程度的迷惑性。對于此類情況，只要出現問題，其危害就會迅速擴大，嚴重的甚至會危害建筑本身安全。所以懸挑結構在設計上就必須充分考慮受力的均勻合理性、設計安全儲備的控制、施工質量的安全和存在質量安全隱患部分的二次加固等。該文章針對這些情況進行詳細的剖析和說明。

1、懸梁結構設計中出現的問題

1.1懸梁結構設計中的常見處理方法

懸挑梁結構設計通常第一步先確定截面，再根據其承受極限進行極限狀態測試要求，再依據實際情況分別進行計算和驗證。在工程設計理念中，工作人員通常根據文獻記載資料來判斷懸挑截面高度和和梁跨度，再依據跨度的1/8-1/6來判定初選截面。在懸挑梁合算跨度較大或房屋結構導致的開間較大時，就需要從懸挑梁的自由側非橫向梁的承載能力入手，進行圍護結構設定，其中非橫向梁需要更大截面高度時，工作人員通常并不依據實際情況進行懸挑梁截面高度進行處理，然而非橫向梁的增大，會使得結構偏向安全。具體需要根據這兩個條件判斷：第一，是否可避免繞度驗算；第二，是否符合依據極限狀態判斷構件承載能力的設計原理。梁截面高度越大，會使得R值升高，這對于構件的承載力是有好處的。但這些并不能保證結構的安全，這只是一種趨向的提現。

1.2荷載的取值方法

依據相關建筑結構荷載規定，必須保證活荷載標準在2.7kN/m2-3.7kN/m2之間，然而有些取值卻是1.7kN/m2，因此導致設計事故。

1.3設計合算錯誤

砌體結構之中，對于鋼筋混凝土的抗性合算，挑梁合算必須嚴格按照墻外側沿的距離《砌體結構設計規范》標準進行，必須嚴格按照標準進行挑梁嵌入總長度合算，以此確定挑梁的具體截面高度。

1.4抗剪設計的錯誤之處

我國相關構造標準中，明文規定，懸臂梁總長度超過1.7m時，就需要設置排構型鋼筋起抗剪作用。必須梁側的集中荷載，就必須安排兩排構型鋼筋。但是實際生活中挑梁側由于使用者的長期需求而在梁側加設了245mm的厚重圍墻進行集中保護，然而設計之初并未考慮就很容易導致遺忘，而造成質量安全事故。從這個角度分析，剪力發揮程度不夠，會使得構型鋼筋和彎起鋼筋的配備按照實際需求進行處理。

2、準確確定懸挑梁截面高度的方法

2.1設計中的常見做法

懸挑梁的結構設計重點是承載力合算、抗傾覆合算、繞度合算以及裂縫寬度合算。依據實際情況，可選擇性不進行繞度合算以及裂縫寬度合算。但在設計之初，繞度和裂縫寬度卻不能遺漏。會對懸挑梁截面產生影響的幾點情況包括：懸挑梁的承受能力；懸挑梁的合算跨度；懸挑梁受拉鋼筋的半徑。為便捷合算說明，就需要引入兩個參量：荷載跨度比以及跨高比。大量數據表明：不同荷載跨度比和鋼筋半徑以及懸挑梁跨高比的上下限。跨高比的上限，在荷載跨度比較小時，可通過Eh繞度進行控制；當荷載跨度比較大時，則需要通過抗彎承載力來控制。為避免繞度合算，在設計之初就可以通過降低跨度比的方式來加強懸挑梁截面高度。

2.2設計具體建議

第一，必須加強正常情況下的結構條件裂縫寬度合算，包括極限狀態下的構件，也必須根據實際情況來確定，切不可按照一些類似規定而出現雷同；第二，必須選擇輕型圍護結構，這樣才能盡可能減少懸挑梁自由測的非橫向梁負重；第三，不可以選擇較大型的結構形式，要盡可能降低懸挑梁自由測的截面高度；第四，在選擇懸挑梁截面高度時，要避開繞度合算以及裂縫寬度合算，只需要進行抗彎和抗剪承載力合算。

3、為滿足抗傾覆要求，將懸挑梁主筋錨固于構造柱內的可能性

3.1懸挑梁設計的可能性

懸挑梁的抗傾覆合算在眾多結構構件中占據著重要地位，且在《砌體結構設計規范》中明確指出了懸挑梁抗傾覆合算的設計原理和具體措施。然而在實際施工方案設計過程中，工作人員由于依據規范條例進行合算費時費力而排除了這種算法，而是運用了構造柱。通過構造柱的使用，就可以避免大量數據計算和數據出錯。構造柱的作用就是通過懸挑梁主筋的內置而實現整體澆筑，雖此節點可靠，但構造柱與墻體之間的設計拉動了接筋，為連接提供了可靠說明。在室外懸挑梁設計部分采取現澆結構時，室內樓板就必須制作為預制板。懸挑梁的梁頂標準和室內預制板的板底標準相差很大時，懸挑梁嵌入砌體的部分就不可以通行，鋼筋也無法穿過。至此，一種方式就是把鋼筋彎曲在穿入構造柱中，另一種做法就是通過板縫內的懸挑梁截面的中間維護鋼筋環繞進入構造柱。

3.2具體原因剖析

作者以構造柱的角度進行分析說明，可見構造柱并不是唯一的受力部件，這其中，其與墻體共同承受能力更重要。構造柱的最重要作用就是提升磚塊結構自身的變形能力，尤其是在震前，構造柱的存在可以作為安全儲存部件，在地震發生的時候依據墻體開裂程度來判斷地震能量高低。由于墻體是被構造柱固定約束而發揮了作用。這種情況下，墻體、圈梁以及構造柱的存在共同擔負著非橫向壓力及地震抗震作用，從而使得結構在出現裂縫的情況下依然屹立不倒。

參考文獻：

[1]方勝利. 大型懸挑鋼結構施工關鍵技術研究[D].武漢理工大學，2011.

[2]敖學侶. 型鋼混凝土大懸挑結構施工全過程模擬分析[D].重慶大學，2012.

[3]朱為亮. 高層大懸挑混凝土結構施工方案設計與實施[D].重慶大學，2012.

[4]楊愛玉. 大跨度懸挑桁架結構的施工監測與應用分析[D].安徽建筑工業學院，2012.

[5]李軒. 大跨度懸挑結構車致及人致振動舒適度研究[D].武漢理工大學，2012.