[分享]干货！有关悬挑结构的建筑知识

作者：若凌°Ninety丶时间: 2020-10-10 08:02 阅读: 次大中小

　　悬挑构造是建筑师的常用手法，草草几笔就勾勒出了轻盈且共同的建筑轮廓后，带给苦逼构造攻城师将是无限的应战与难过，各种复杂剖析计算来回包络设计，每一个环节都不敢漫不经心……话不多说，先来领略一下建筑巨匠们让人呆若木鸡的杰作吧……

　　不同构造类型的工程实例

　　1、韩国釜山电影中心(Busan Cinema Center)

　　其是韩国釜山国际电影节开幕式和落幕式专用场地，地址位于釜山云台山泉市。至2013年7月，它被吉尼斯世界纪录评为最大悬臂屋顶(悬挑85米)。该建筑中心是由奥天时建筑设计事务所库柏·西梅布芬事务所设计，并由韩进重工建造。

　　最初的笼统化构造模型中，两个支点被定义为刚接节点，承托巨型的屋顶，而事实上，这两个支点共同组成了一个宏大的建构，同时它们的支撑方式也是弹性的。为了减少形变，在另外一段增加了一个受拉的杆件，使整个屋顶的形变减少了15%。固然建筑计划中本来没有这个杆件，但由于它能起到这么大的作用，而且自身也比拟纤细，不会对建效果果形成太大影响，因此得以后期采用。

　　原始模型简图

　　后期深化模型简图

　　2、意大利佛罗伦萨运动场大看台

　　钢筋混凝土梁板构造，雨蓬挑梁伸出17m。

　　3、成都体育场看台挑棚

　　挑梁为块体拼装后张局部预应力混凝土构造，采用工字型截面，设16处双柱双梁变形缝，共布置104榀双向对称现浇钢筋混凝土看台框架及块体拼装悬挑雨棚构造。

　　4、上海世博会中国国度馆

　　其设计采用钢-混凝土组合构造，构造总高度68m;筒体间楼盖向上逐层挑出，呈四棱台斗冠状;四个筒体外侧标高33.3m位，共挑出截面为800mm×1500mm的方钢管混凝土斜撑20根，作为标高38.7m~60.3m处楼盖体系的竖向支承，构成建筑的倒梯形外型，屋面悬挑局部施加有程度预应力。

　　观赏完四种悬挑构造形势，作为做惯了常规设计的攻城师们是不是倒吸了一口凉气……抽根烟淡定一下，大局部构造师是不会接触到这么复杂的项目，下面我们来看看常规悬挑构造设计需求留意的事项。

　　常规悬挑构造设计留意事项

　　悬挑构造常规做法如建筑工程中的雨篷、挑檐、外阳台、挑廊等，这种构造是从主体构造悬挑出梁或板，构成悬臂构造，其实质上仍是梁板构造。悬臂梁悬臂端无支承构件，视野开阔,空间布置灵敏。其缺陷是在构造的固定端有较大的倾覆力矩。设计时除了思索构造的强度和变形外,还要留意构造的抗倾覆稳定性。

　　1、悬挑构造的简化计算

　　普通民用建筑轻挑板根部为跨度的1/10,普通经历挑板尺寸不宜超越1.5米，但小编刚刚毕业时见老工程师做过悬挑2米的板，根部200mm厚，裂痕验算经过，至今无平安问题。悬挑梁的跨高比普通为1/6。悬挑构造的简化计算简图如下图：

　　下面列出常规民用荷载下不同挑板长度下的板厚、配筋经历图表

　　表1

　　悬挑构造不用过于追求经济，由于其不是几次超静定构造，平安储藏应该比常规构件大些，普通需求乘以一个增大系数。

　　2、悬挑梁板的结构

　　(1)悬挑板

　　挑板的厚度肯定之后，与其相邻的作为支座的板厚，应尽量与之接近，不宜厚度小很多，否则相邻处要结构加腋以均衡内外负弯矩，同时也防止了挑板支座处梁受扭或者剪力墙面外受的弯矩。此外挑板的下部固然正弯矩零，能够依照最小配筋率来配，但关于大挑板下部应该配置足够的受压钢筋，以减少因板徐变而产生的附加的挠度，有专家倡议下部钢筋为上部受拉钢筋的1/3~1/2，而且间距150m左右(间距密些为了避免混凝土开裂)。

　　(2)悬挑梁

　　朱总以为普通状况下，悬挑梁以接受竖向荷载为主，可思索不依照框架梁的请求，当悬臂梁根部梁顶筋比拟多时，可恰当增加梁底结构钢筋(受压钢筋)，以进步梁的承载力并改善挑梁根部的延性;而北京市建筑设计研讨院副总工程师则以为挑梁下部受压钢筋应配置1/2的上部钢筋面积，以减少因徐变而产生的挑梁的附加弯矩。

　　图2.1

　　图2.2

　　《混凝土标准》第9.2.4条规则悬臂梁的顶部钢筋不应再梁的上外表截断，而应下弯，角筋以外的其他钢筋应在梁底边锚固。如图2.1，但标准这种做法施工复杂，当悬臂梁顶面钢筋较多时，这种矛盾更为凸现，目前多数施工中都会采用别离式配筋如下图2.2。普通变截面端跨配筋表示图如下2.3。

　　图2.3

　　3、其他特殊悬挑结构

　　(1)相交悬挑梁

　　在建筑的角部，经常会呈现如图2.4(a)(b)所示相交伸出的梁，两根互相伸出的边梁在角部穿插(假定伸出长度L1小于等于L2在角部穿插)。角部边梁按刚度大小分担荷载，在楼层角部边梁截面尺寸普通相同。当两方向伸出长度L1与L2相等时，两根梁的线刚度相等，则两根边梁平分板上传来的荷载，此时为双向悬挑梁关系; 当两方向伸出长度L1与L2不等时，则L1方向的梁相当于主( 框架) 梁，L2方向的梁相当于次( 框架) 梁，此时为主次梁关系。当两个方向长度相差不是很大的状况下，长跨的梁仍有悬挑受力的成份，此时需求经过计算复核能否为双向悬挑关系。

　　在实践设计过程中，有工程师在停止梁配筋时，常常以为此构造均为双向悬挑梁，从而将图2.4中互相伸出梁均按悬挑构件编号，此时的梁在实践受力时存在较大平安隐患。若编号为悬挑构件，则在两根梁的相交角点处，两边梁的钢筋均按图2.3 中悬挑梁端部停止结构，而此结构上部和下部钢筋均是按弯矩为0的思索，因此不能承当弯矩。而实践计算时，在两根梁相交的角部常常存在弯矩和剪力，故此处存在平安隐患。倡议在设计相交伸出梁时，将L1方向的梁编号为悬挑梁，L2方向的梁编号为框架梁。同时，依据构造双向伸出梁的受力特性，当构造为双向悬挑梁时，在配筋时可有意增强L1与L2方向梁的底筋; 当构造为主次梁时，在配筋时可有意增强L2方向的梁面筋。

　　图2.4 相交伸出梁

　　(2)单柱双侧悬挑

　　在屋顶构架、雨篷等构造设计过程中，经常会碰到如图2.5 所示单柱双侧悬挑构造。此种构造在配置钢筋时应按受力请求，两边分别编号为纯悬挑梁 XL，或者绘制特地的配筋详图。此时每边的悬挑构件纵筋均依照纯悬挑构件请求分别锚入柱子中。很多工程师在构造设计此类构造过程中，直接将此构造编号成 KL( 1B) ，常常形成在构造施工过程中，梁柱节点部位均依照国标图集 16G101-1 中的顶层中间节点的面筋及底筋连续经过柱截面，形成不能将悬挑梁的根部弯矩传到柱中的状况，从而影响构造平安。

　　图2.5 单柱双侧悬挑构件

　　悬挑构件工程施工问题呈现

　　案例1：某体育场中斜向悬挑大梁箍筋配置有误，如图3.1

　　图3.1

　　缘由剖析：由于悬挑大梁是斜向上的，与柱不是正交，因而依照图3.1所示的箍筋配置，则会呈现支座左近梁的上下部箍筋间距不平均，且梁的下部箍筋间距很大，不满足标准请求，或在梁的上部箍筋间距很密以至是摆放不下，施工艰难的状况。

　　改良措施：将箍筋垂直空中配置于梁中，此时可保中箍筋间距平均，满足标准请求;斜度较大时，可保证梁上部箍筋间距满足标准请求的状况下在梁的下部恰当增加箍筋，箍筋应当做成封锁箍，箍筋四角应钩住梁的纵向受力钢筋和腰筋，此箍筋间距应满足标准请求，如下图3.2

　　图3.2

　　案例2：某项目通道口上方混凝土雨篷整体塌落。经专家调阅设计图纸和现场踏勘调查，雨篷塌落主要缘由是：雨篷设计做法为与阳台一同现浇，实践施工为后浇筑，且未经设计认可;钢筋衔接改用植筋方式，且钢筋排数、位置、间距均与设计不符;植筋锚固深度不契合标准请求;雨篷面层做法与设计不符，荷载超越设计请求;新旧混凝土接壤面未做凿毛处置。

　　总结

　　在建筑构造设计过程中，钢筋混凝土悬挑梁、悬挑板等悬挑构件是最常用的构件类型之一。现行构造设计标准对钢筋混凝土悬挑构件没有特别明白的规则，致使在实践工程设计中常会呈现各类问题，诸如结构配筋缺乏，构造平安无法保证;有些结构配筋过于激进，形成构造施工艰难，更形成不用要的糜费等。

　　(一)关于悬挑构件我们更应该从以下方面来把控：

　　1、悬挑部位应采取降低构造自重的措施;

　　2、悬挑部位构造宜采用冗余度较高的构造方式;

　　3、构造内力和位移计算中，悬挑部位的楼层宜思索楼板平面内的变形;

　　4、7度或8度抗震设计时，悬挑构造应思索竖向地震的影响;

　　5、抗震设计时，悬挑构造的关键构件以及与之相邻的主体构造关键构件的抗震等级宜进步一级;

　　6、在预估的罕遇地震作用下，悬挑构造关键构件的承载力应契合不屈从的请求。

　　(二)关于悬挑构件常呈现的工程问题总结如下：

　　1、抗倾覆才能缺乏

　　2、模版支撑计划不当

　　3、主筋放置不当(错位、变形)

　　4、施工超载

　　5、拆模过早

　　参考文献：

　　1、朱炳寅，建筑构造设计问答及剖析(第三版)[M]，中国建筑工业出版社社.

　　2、混凝土构造设计标准(2015年版)：GB50010- 2010[S]，中国建筑工业出版社.

　　3、高层建筑混凝土构造技术规程：JGJ3-2010[S]，中国建筑工业出版社.

　　4、刘铮，建筑构造设计快速入门(第二版)[M]，中国电力出版社

　　5、百度文献

　　6、张志刚，钢筋混凝土悬挑构件设计中的若干结构剖析[J]建筑构造，2018，48(增刊)，580-590.

　　转自微信公众号建筑构造，仅供学习交流

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