焉永強(qiáng)

摘要：本文分析了懸挑梁設(shè)計(jì)中存在的問題，重點(diǎn)對(duì)如何確定懸挑梁的截面高度和可否特懸挑粱主蔣錨圈干構(gòu)造柱內(nèi)兩個(gè)方面問題進(jìn)行探討，提出了設(shè)計(jì)建議，供大家參考。

關(guān)鍵詞：懸挑梁 設(shè)計(jì) 荷載 抗剪

0 引言

建筑物設(shè)計(jì)、施工乃至加固領(lǐng)域中，經(jīng)?？捎龅綉姨袅航Y(jié)構(gòu)。因?yàn)閼姨袅涸谡麄€(gè)結(jié)構(gòu)體系中的特殊性，所以一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，將對(duì)整幢建筑物構(gòu)成極大的安全隱患。懸挑結(jié)構(gòu)常常處于室外，面對(duì)雨水、二氧化碳等的直接侵蝕，且因?yàn)橛脩舻氖褂迷?，荷載也存在一定的不確定性，所以一旦出現(xiàn)裂縫，將極有可能進(jìn)一步擴(kuò)大，嚴(yán)重的將危及建筑物的安全。懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受力的合理性、設(shè)計(jì)安全儲(chǔ)備的控制、施工質(zhì)量的把握、對(duì)有質(zhì)量問題的懸挑梁加固的可行性和針對(duì)性都很重要，本文將對(duì)這些問題進(jìn)行深入分析與探討。

1 設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1 設(shè)計(jì)中的常見做法 懸挑梁的設(shè)計(jì)一般先假定截面，然后再根據(jù)承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的要求，分別進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算。在工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員一般依據(jù)文獻(xiàn)推薦的懸挑梁截面高度h取梁計(jì)算跨度1的1／8～1／6的規(guī)定初選截面。當(dāng)懸挑梁的計(jì)算跨度較大，或者由于房屋結(jié)構(gòu)開間較大，作用于懸挑梁自由端處的縱向梁上承受比較重的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，縱向梁需要比較大的截面高度時(shí)，設(shè)計(jì)人員常有意無意地增大懸挑梁的截面高度，認(rèn)為梁截面高度的增大，結(jié)構(gòu)可能偏于安全，主要從以下兩個(gè)方面考慮：①可以不必作撓度驗(yàn)算。②符合按極限狀態(tài)進(jìn)行構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)的原理。梁截面高度的增大，即R的增大。對(duì)構(gòu)件承載力的設(shè)計(jì)是有益的。但僅僅滿足上述兩上方面要求，認(rèn)為結(jié)構(gòu)偏于安全，還是不夠的。

1.2 荷載的取值 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)規(guī)定，應(yīng)取活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.5kN/m2～3.5kN/m²，而有的則取1.5kN/m²，從而造成嚴(yán)重的設(shè)計(jì)隱患。

1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算失誤 砌體結(jié)構(gòu)中對(duì)鋼筋混凝土挑梁的抗傾覆驗(yàn)算中，挑梁計(jì)算傾覆點(diǎn)于墻外邊緣的距離有如下規(guī)定，（見《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBS0003-2001））應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行挑梁埋八砌體的長度計(jì)算傾覆點(diǎn)到墻外邊緣的距離，挑梁的截面高度。

1.4 抗剪設(shè)計(jì)的失誤 構(gòu)造規(guī)定，懸臂梁長度大于1.5m時(shí)，必須設(shè)計(jì)置一排彎起鋼筋用以抗剪，如梁端遇有集中荷載時(shí)，則須配兩排彎起筋。而現(xiàn)實(shí)中挑梁端部常因用戶的需要而在梁端設(shè)有240mm厚圍護(hù)墻的集中荷載，但設(shè)計(jì)時(shí)卻可能未作考慮，因此容易忽視這個(gè)問題，從而造成質(zhì)量事故。工程上很多懸挑梁質(zhì)量問題往往就出在剪力不夠這個(gè)問題上，而箍筋和彎起鋼筋的配置是否符合要求便成為關(guān)鍵。

2 如何確定懸挑梁的截面高度

2.1 設(shè)計(jì)中的常見做法 懸挑梁的結(jié)掏設(shè)計(jì)。主要包括承載力計(jì)算、抗傾覆驗(yàn)算、撓度驗(yàn)算和裂縫寬度驗(yàn)算等幾個(gè)方面內(nèi)容。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，懸挑梁的截面高度取梁計(jì)算跨度的1／8～1／6時(shí)，通?？刹蛔鲹隙闰?yàn)算，但設(shè)計(jì)過程中，構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算尚不能忽視。影響懸挑梁截面高度的困素，主要有：①懸挑梁承受的荷重。②懸挑梁的計(jì)算跨度。③懸挑梁受拉鋼筋的直徑。為了說明方便，引進(jìn)兩個(gè)參數(shù)：荷載跨度比和跨高比。研究表明：對(duì)于不同的荷載跨度比和鋼筋直徑，懸挑梁的跨高比有其上限及下限?？绺弑鹊纳舷?，當(dāng)荷載跨度比值較小時(shí)，Eh撓度控制；當(dāng)荷載跨度比值較大時(shí)，由抗彎承載力控制?？绺弑鹊南孪蓿闪芽p寬度控制。為了不作撓度驗(yàn)算,設(shè)計(jì)時(shí)減小跨高比，增大懸攜梁截面高度，如不滿足裂縫寬度的要求，結(jié)構(gòu)構(gòu)件將是不安全的。

2.2 設(shè)計(jì)建議 ①重視正常使用極限狀態(tài)下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算，不宜照搬某些手冊的條款。②選用輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)，減少作用于懸挑粱自由端處縱向梁上的荷重。③不宜選用較大開間的結(jié)構(gòu)形式，減少作用于懸挑梁自由端處縱向梁的截面高度。④選用懸挑梁的截面高度，可不作撓度及裂縫寬度驗(yàn)算，僅需作抗彎及抗剪承載力計(jì)算。

3 為了滿足抗傾覆要求，可否將懸挑梁的主筋錨固于構(gòu)造柱內(nèi)

3.1 設(shè)計(jì)中的常見作法 懸挑梁的抗傾覆驗(yàn)算。是結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了懸挑梁抗傾覆驗(yàn)算的設(shè)計(jì)原則和方法。但在工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往覺得按規(guī)范條文進(jìn)行驗(yàn)算比較麻煩，想充分發(fā)揮構(gòu)造柱的作用。介紹了這樣的作法，主要理由是，懸挑粱的主筋錨固于構(gòu)造柱里，構(gòu)造柱與懸挑梁整體澆筑，節(jié)點(diǎn)是可靠的，而且構(gòu)造柱與墻體之間設(shè)置了拉接筋，連接的可靠性有保證。當(dāng)室外懸挑部分采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，室內(nèi)樓蓋為預(yù)制板。懸挑梁的梁頂標(biāo)高與室內(nèi)預(yù)制板的板底標(biāo)高相差較大時(shí)，懸挑梁埋入砌體的部分不能直通，鋼筋不能全部延伸過去。有的作法是，把挑梁的受拉鋼筋全部彎入構(gòu)造柱內(nèi)；還有的作法是，在板縫內(nèi)通入懸挑梁截面的中部一根受拉鋼筋，其余的受拉鋼筋，因通不過去，則錨入構(gòu)造柱內(nèi)。

3.2 原因分析 筆者主要從構(gòu)造柱的作用進(jìn)行分析。構(gòu)造柱不是單獨(dú)的受力構(gòu)件，而是與墻體共同受力的。構(gòu)造柱的主要作用是增大磚混結(jié)構(gòu)的變形能力，地震前把構(gòu)造柱作為一種安全儲(chǔ)備構(gòu)件，在地震發(fā)生之際，由于墻體會(huì)不同程度地開裂，此時(shí)構(gòu)造柱以其自身的塑性變形消耗地震能量，墻體被約束在自身平面內(nèi)，墻體、圈梁和構(gòu)造柱仍能共同承擔(dān)豎向壓力和一定的地震作用，從而使結(jié)構(gòu)裂而不倒。如果讓構(gòu)造柱震前就承擔(dān)懸挑梁傳來的彎矩，這將會(huì)削弱這類結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備，不符合“大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)原則，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震是不利的。有些工程設(shè)計(jì)，利用構(gòu)造柱抗傾覆時(shí)，適當(dāng)加大了構(gòu)造柱的截面和配筋，但從設(shè)計(jì)手段上看，設(shè)計(jì)者很難判斷用于震時(shí)安全儲(chǔ)備的多少，對(duì)于這一問題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)慎重對(duì)待。

4 結(jié)束語

由于懸挑梁在結(jié)構(gòu)中的重要性以及工作狀況的復(fù)雜性，因此要求設(shè)計(jì)必須規(guī)范合理，且應(yīng)注意保證結(jié)構(gòu)具有足夠的安全度。施工時(shí)也應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確保達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。上述加固方法對(duì)懸挑構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)反映加固部分受力的滯后現(xiàn)象，不能是新舊結(jié)構(gòu)簡單地疊加受力，受力分布也不均勻，因此不可簡單地做疊加計(jì)算。在工程檢測中，發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)承載力達(dá)到一定程度后，加固結(jié)構(gòu)才開始受力，為了使加固后構(gòu)件更加安全，應(yīng)適當(dāng)加大設(shè)計(jì)的安全儲(chǔ)備。