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摘要：从结构设计中存在的问题入手， 对如何确定悬挑梁的截面高度和两个方面问题进行探讨， 提出了设计建议。
关键词：悬挑梁 设计 建议
【分类号】：F284
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。
一、 设计中存在的问题
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。
2. 荷载的取值
按建筑结构荷载规范规定，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。
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严格规定（见《砌体结构设计规范》），应严格执行挑梁埋入砌体的长度计算倾覆点到墙外边缘的距离和挑梁的截面高度。
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。
二、 如何确定悬挑梁的截面高度
1. 设计中的常见做法
悬挑梁的结构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計算跨度的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因素，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，增大悬挑梁截面高度，如不满足裂缝宽度的要求，结构构件将是不安全的。
2. 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，减少作用于悬挑梁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。
三、 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
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，悬挑梁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。
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，地震前把構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。
3.设计建议
设计人员应按《砌体结构设计规范》提供的方法进行悬挑梁的抗倾覆验算。在砖混结构设计中， 对构造柱的作用， 不能“ 提前预支” ，不宜利用构造柱抗倾覆。当室外悬挑部分和室内楼盖均采用预制板时， 为防雨水流入室内， 室外板面比室内板面的标高要低些（一般≤50mm）， 悬挑梁埋入墙体部分的截面高度应比挑出段截面高些（一般≤50mm）， 通过调整悬挑梁室内外标高， 使其纵向钢筋直通。当室并悬挑部分为现浇结构， 室内楼盖为预制板时， 应加强悬挑部分与室内预制板的连接， 建议在室内靠近纵墙的第一块预制板上设置板边加强筋，加强筋一端伸入板缝， 一端伸入纵向梁。
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。
参考文献：
[1] 杨维生、李磊、姜继兴.浅谈轻型钢结构点式玻璃雨篷的设计与施工. 2007，22（12）：60 - 62.
[2] 李开伦、徐志宏、马升东.“海鸥”大型悬挑钢结构抗风设计. 2009，39（8）：96-98.
[3] GB5009-2001，建筑结构荷载规范. 北京：中国建筑工业出版社，2001，24 - 47.
关键词：悬挑梁 设计 建议
【分类号】：F284
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。
一、 设计中存在的问题
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。
2. 荷载的取值
按建筑结构荷载规范规定，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。
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严格规定（见《砌体结构设计规范》），应严格执行挑梁埋入砌体的长度计算倾覆点到墙外边缘的距离和挑梁的截面高度。
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。
二、 如何确定悬挑梁的截面高度
1. 设计中的常见做法
悬挑梁的结构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計算跨度的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因素，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，增大悬挑梁截面高度，如不满足裂缝宽度的要求，结构构件将是不安全的。
2. 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，减少作用于悬挑梁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。
三、 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
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，悬挑梁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。
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，地震前把構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。
3.设计建议
设计人员应按《砌体结构设计规范》提供的方法进行悬挑梁的抗倾覆验算。在砖混结构设计中， 对构造柱的作用， 不能“ 提前预支” ，不宜利用构造柱抗倾覆。当室外悬挑部分和室内楼盖均采用预制板时， 为防雨水流入室内， 室外板面比室内板面的标高要低些（一般≤50mm）， 悬挑梁埋入墙体部分的截面高度应比挑出段截面高些（一般≤50mm）， 通过调整悬挑梁室内外标高， 使其纵向钢筋直通。当室并悬挑部分为现浇结构， 室内楼盖为预制板时， 应加强悬挑部分与室内预制板的连接， 建议在室内靠近纵墙的第一块预制板上设置板边加强筋，加强筋一端伸入板缝， 一端伸入纵向梁。
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。
参考文献：
[1] 杨维生、李磊、姜继兴.浅谈轻型钢结构点式玻璃雨篷的设计与施工. 2007，22（12）：60 - 62.
[2] 李开伦、徐志宏、马升东.“海鸥”大型悬挑钢结构抗风设计. 2009，39（8）：96-98.
[3] GB5009-2001，建筑结构荷载规范. 北京：中国建筑工业出版社，2001，24 - 47.