大跨度鋼筋混凝土梁的設計與撓度控制

袁 燊

（深圳市建筑設計研究院總院有限公司 合肥分院， 安徽 合肥 230061）

社會在發展，建設行業也緊隨大流加速發展起來，各種建筑理論、技術日漸成熟，大跨度鋼筋混凝土梁的設計在大跨度空間的流行中逐漸發展起來。面對這種形式，本文將在滿足空間要求的前提下，采用大跨度鋼筋混凝土梁的設計與撓度控制，盡可能的降低工程造價，同時避免撓度過大引發質量問題。以一個設計者的角度，對施工方提出要求避免大跨度鋼筋混凝土梁因撓度過大出現安全質量問題。

1 結構受彎構件的撓度計算問題

通過結構力學的知識可知標準組合下荷載的撓度計算公式與永久組合下荷載的撓度計算公式B=Bs/θ存在些許差異，需要分別計算。根據混凝土規范3.4.3的規定，計算鋼筋混凝土受彎構件的最大撓度應按荷載的準永久組合。

2 設計中大跨度鋼筋混凝土梁的撓度控制

2.1 從有效截面高度控制大跨度鋼筋混凝土梁的撓度

在實際的建筑項目工程設計時，加大鋼筋混凝土受彎構件截面高度可以提升它的剛度，從而達到科學、合理地控制其最大撓度的效果。根據鋼筋混凝土受彎構件的短期剛度公式可知，當其短期剛度有效截面高度越大，其短期剛度就越大，這就是說此時其撓度越小。實際情況是，此方法通常受建筑條件限制，不能進行無限的增加有效截面高度。如果條件允許，可以將有效截面高度增加至最大來降低其撓度。

2.2 從配筋率控制大跨度鋼筋混凝土梁的撓度

根據標準組合、準永久組合下荷載的計算公式以及短期剛度公式可知，混凝土受壓區鋼筋配筋率也對受彎構件撓度有著巨大的影響。在進行建筑設計時，我們應充分考慮到配筋率對受彎構件撓度的影響，對模型中計算出的支座上部鋼筋加大并通長，保證在最大撓度出現部位，有著足夠的配筋率，從而將大跨度鋼筋混凝土梁的撓度進行控制。

2.3 從跨中彎矩調幅控制大跨度鋼筋混凝土梁的撓度

在實際的建筑項目工程中，大跨度鋼筋混凝土梁通常不是單跨，而是多跨，此時，可以對大跨度鋼筋混凝土梁進行跨中彎矩調幅，通過增強鄰跨受彎構件強度的方法，平衡兩端彎矩。這種方法將荷載進行傳遞，避免了左右荷載集中使受彎構件接近簡支梁的狀態。通過減小大跨度鋼筋混凝土梁跨中撓度彎矩的方法，可以減小其撓度。

2.4 從“強柱弱梁”控制大跨度鋼筋混凝土梁的撓度

抗震結構中的“強柱弱梁”觀念同樣適用于大跨度鋼筋混凝土梁中。其實，無論在什么時候我們都要保證強柱的作用，避免大樓出現因為柱子破壞而整體破壞的情況。在對大跨度鋼筋混凝土梁進行設計時，梁截面往往較高，其剛度也大。此時梁變得更強了，柱就顯得更弱了，這種設計方式并不符合“強柱弱梁”的設計理念，所以我們需要加強大跨度鋼筋混凝土梁得柱頂大彎矩方向的剛度，避免大跨度鋼筋混凝土梁因為彎矩過大而出現開裂或是變形的安全質量問題。

2.5 從混凝土強度控制大跨度鋼筋混凝土梁的撓度在實際建筑項目工程中，最簡單的控制大跨度鋼筋

混凝土梁撓度的方式就是提高澆筑砼的等級，同時加大受拉鋼筋的強度，從而提高大跨度鋼筋混凝土梁抗彎剛度。

3 設計中對大跨度梁施工的要求

在實際的施工過程中，大跨度鋼筋混凝土梁經常出現不能控制撓度的問題。雖然在設計中大跨度鋼筋混凝土梁的撓度滿足計算條件，但是在實際施工會因為諸如模板或者支架選用不當的因素發生撓度過大的質量問題，所以作為一個設計人員，從設計的角度來看，我們應對此種情況予以考慮，適當的提高大跨度鋼筋混凝土梁的撓度限值，同時配合施工方完成大跨度鋼筋混凝土梁的施工，避免因為撓度過大而導致質量問題的情況出現。具體可以從以下五點來進行：

（1）在結構設計中標明大跨度鋼筋混凝土梁的支模、拆模條件，嚴格要求施工方按圖紙施工。（詳情參考《建筑工程設計文件編制深度》）

（2）對于大跨度鋼筋混凝土梁的制作條件、跨度以及實際荷載進行跟蹤，要求施工方做好支模支架工作，從根本上保證支模支架的安全、可靠。

（3）不允許施工方在砼強度到100%前拆模，同時要求施工方做好混凝土的澆水養護工作。

（4）對于大跨度鋼筋混凝土梁的支模過程中，一定要要求施工方做好其支模起拱工作，根據國家規范以及現場實際情況確定實際起拱數值。避免出現施工方對設計誤解造成大跨度鋼筋混凝土梁撓度過大的問題。

（5）向施工方明確要求，大跨度鋼筋混凝土梁上不得堆載重物，讓其嚴格遵守最大活荷載要求，避免受彎構件在超負荷施工作業中受到不利影響。

4 建筑項目工程實例

合肥市濱湖新區工委黨校建設項目中，其報告廳采用鋼筋混凝土框架結構，單層，層高為9.9m，短邊跨度20.0m，為了便于施工，節約成本，在滿足凈高的前提下采用單向大跨鋼筋混凝土梁結構布置，屋面大跨度鋼結構混凝土梁處采用結構找坡，跨中梁高取為1.7m，端部梁高采用1.4m，梁底水平，采用此種布置既可以減輕屋面建筑找坡層的荷載，又可有效增大梁高，減小梁的撓度，在進行結構計算時還要考慮到長期荷載作用對大跨度鋼筋混凝土梁剛度的影響，在滿足1/400（55mm）撓度限值的同時，要求施工方按千分之三起拱，通過撓度設計值減撓度起拱值得到最大撓度值，觀察此值是否滿足國家設計規范的要求。

5 結束語

本文通過對大跨度鋼筋混凝土梁的撓度計算進行了簡單的闡述，對結構設計方面以及施工方面可能存在的問題講解了如何進行有效控制的方法，希望在實際的建筑項目工程施工中，設計方能對施工方提出一定的要求，并與施工方加強溝通、加強交流、精誠合作，確保大跨度鋼筋混凝土梁的撓度不會因為設計以及施工問題，導致撓度過大產生建筑項目工程安全質量問題。

在不久的將來，大跨度空間設計的趨勢將對設計方提出越來越高的要求，加上建筑形式結構的復雜化，不僅僅需要從設計本身考慮大跨度鋼筋混凝土梁的撓度控制問題，還要在施工現場根據實際情況具體分析，避免出現因為大跨度鋼筋混凝土梁撓度過大帶來的建筑項目工程安全質量問題。