关于悬挑梁设计几个问题的思考

关于悬挑梁设计几个问题的思考
摘要：本文分析了悬挑梁设计中存在的问题，重点对如何确定悬挑梁的截面高
度和可否特悬挑粱主蒋锚圈干构造柱内两个方面问题进行探讨，提出了设计建议，供大家参考。

关键词：悬挑梁设计荷载抗剪
0 引言
建筑物设计、施工乃至加固领域中，经常可遇到悬挑梁结构。

因为悬挑梁在
整个结构体系中的特殊性，所以一旦出现质量问题，将对整幢建筑物构成极大的
安全隐患。

悬挑结构常常处于室外，面对雨水、二氧化碳等的直接侵蚀，且因为
用户的使用原因，荷载也存在一定的不确定性，所以一旦出现裂缝，将极有可能
进一步扩大，严重的将危及建筑物的安全。

悬挑结构设计受力的合理性、设计安
全储备的控制、施工质量的把握、对有质量问题的悬挑梁加固的可行性和针对性
都很重要，本文将对这些问题进行深入分析与探讨。

1 设计中存在的问题
1.1 设计中的常见做法悬挑梁的设计一般先假定截面，然后再根据承载能力极限
状态及正常使用极限状态的要求，分别进行计算和验算。

在工程设计中，设计人
员一般依据文献推荐的悬挑梁截面高度h取梁计算跨度l的1／8～1／6的规定初选截面。

当悬挑梁的计算跨度较大，或者由于房屋结构开间较大，作用于悬挑梁
自由端处的纵向梁上承受比较重的围护结构，纵向梁需要比较大的截面高度时，
设计人员常有意无意地增大悬挑梁的截面高度，认为梁截面高度的增大，结构可
能偏于安全，主要从以下两个方面考虑：①可以不必作挠度验算。

②符合按极
限状态进行构件承载力设计的原理。

梁截面高度的增大，即R的增大。

对构件承
载力的设计是有益的。

但仅仅满足上述两上方面要求，认为结构偏于安全，还是
不够的。

1.2 荷载的取值按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)规定，应取活荷载标准值
2.5kN/m2～
3.5kN/m2，而有的则取1.5kN/m2，从而造成严重的设计隐患。

1.3 设计计算失误砌体结构中对钢筋混凝土挑梁的抗倾覆验算中，挑梁计算倾覆
点于墙外边缘的距离有如下规定，（见《砌体结构设计规范》（GBS0003-2001））应严格执行挑梁埋八砌体的长度计算倾覆点到墙外边缘的距离，挑梁的截面高度。

1.4 抗剪设计的失误构造规定，悬臂梁长度大于1.5m时，必须设计置一排弯起
钢筋用以抗剪，如梁端遇有集中荷载时，则须配两排弯起筋。

而现实中挑梁端部
常因用户的需要而在梁端设有240mm厚围护墙的集中荷载，但设计时却可能未
作考虑，因此容易忽视这个问题，从而造成质量事故。

工程上很多悬挑梁质量问
题往往就出在剪力不够这个问题上，而箍筋和弯起钢筋的配置是否符合要求便成
为关键。

2 如何确定悬挑梁的截面高度
2.1 设计中的常见做法悬挑梁的结掏设计。

主要包括承载力计算、抗倾覆验算、
挠度验算和裂缝宽度验算等几个方面内容。

根据设计经验，悬挑梁的截面高度取
梁计算跨度的1／8～1／6时，通常可不作挠度验算，但设计过程中，构件的裂
缝宽度验算尚不能忽视。

影响悬挑梁截面高度的困素，主要有：①悬挑梁承受的荷重。

②悬挑梁的计算跨度。

③悬挑梁受拉钢筋的直径。

为了说明方便，引进
两个参数：荷载跨度比和跨高比。

研究表明：对于不同的荷载跨度比和钢筋直径，悬挑梁的跨高比有其上限及下限。

跨高比的上限，当荷载跨度比值较小时，Eh挠
度控制；当荷载跨度比值较大时，由抗弯承载力控制。

跨高比的下限，由裂缝宽
度控制。

为了不作挠度验算,设计时减小跨高比，增大悬携梁截面高度，如不满足
裂缝宽度的要求，结构构件将是不安全的。

2.2 设计建议①重视正常使用极限状态下结构构件的裂缝宽度验算，不宜照搬
某些手册的条款。

②选用轻型围护结构，减少作用于悬挑粱自由端处纵向梁上的荷重。

③不宜选用较大开间的结构形式，减少作用于悬挑梁自由端处纵向梁的截面高度。

④选用悬挑梁的截面高度，可不作挠度及裂缝宽度验算，仅需作抗弯及抗剪承载力计算。

3 为了满足抗倾覆要求，可否将悬挑梁的主筋锚固于构造柱内
3.1 设计中的常见作法悬挑梁的抗倾覆验算。

是结构构件设计的重要内容之一，《砌体结构设计规范》给出了悬挑梁抗倾覆验算的设计原则和方法。

但在工程设
计中，设计人员往往觉得按规范条文进行验算比较麻烦，想充分发挥构造柱的作用。

介绍了这样的作法，主要理由是，悬挑粱的主筋锚固于构造柱里，构造柱与
悬挑梁整体浇筑，节点是可靠的，而且构造柱与墙体之间设置了拉接筋，连接的
可靠性有保证。

当室外悬挑部分采用现浇结构，室内楼盖为预制板。

悬挑梁的梁
顶标高与室内预制板的板底标高相差较大时，悬挑梁埋入砌体的部分不能直通，
钢筋不能全部延伸过去。

有的作法是，把挑梁的受拉钢筋全部弯入构造柱内；还
有的作法是，在板缝内通入悬挑梁截面的中部一根受拉钢筋，其余的受拉钢筋，
因通不过去，则锚入构造柱内。

3.2 原因分析笔者主要从构造柱的作用进行分析。

构造柱不是单独的受力构件，
而是与墙体共同受力的。

构造柱的主要作用是增大砖混结构的变形能力，地震前
把构造柱作为一种安全储备构件，在地震发生之际，由于墙体会不同程度地开裂，此时构造柱以其自身的塑性变形消耗地震能量，墙体被约束在自身平面内，墙体、圈梁和构造柱仍能共同承担竖向压力和一定的地震作用，从而使结构裂而不倒。

如果让构造柱震前就承担悬挑梁传来的弯矩，这将会削弱这类结构的安全储备，
不符合“大震不倒”的抗震设计原则，对结构抗震是不利的。

有些工程设计，利用
构造柱抗倾覆时，适当加大了构造柱的截面和配筋，但从设计手段上看，设计者
很难判断用于震时安全储备的多少，对于这一问题，设计人员应慎重对待。

4 结束语
由于悬挑梁在结构中的重要性以及工作状况的复杂性，因此要求设计必须规范
合理，且应注意保证结构具有足够的安全度。

施工时也应严格按标准执行，确保
达到设计的要求。

上述加固方法对悬挑构件进行补强加固，在结构计算中应反映
加固部分受力的滞后现象，不能是新旧结构简单地叠加受力，受力分布也不均匀，因此不可简单地做叠加计算。

在工程检测中，发现原结构承载力达到一定程度后，加固结构才开始受力，为了使加固后构件更加安全，应适当加大设计的安全储备。