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1、懸挑結(jié)構(gòu)是建筑師的常用手法，草草幾筆就勾勒出了輕盈且獨特的建筑輪廓后，帶給苦逼結(jié)構(gòu)攻城師將是無限的挑戰(zhàn)與惆悵，各種復(fù)雜分析計算來回包絡(luò)設(shè)計，每一個環(huán)節(jié)都不敢掉以輕心話不多說，先來領(lǐng)略一下建筑大師們讓人目瞪口呆的杰作吧01不同結(jié)構(gòu)類型的工程實例1、韓國釜山電影中心（Busan Cinema Center）其是韓國釜山國際電影節(jié)開幕式和閉幕式專用場地，地址位于釜山云臺山泉市。至2013年7月，它被吉尼斯世界紀錄評為最大懸臂屋頂（懸挑85米）。該建筑中心是由奧地利建筑設(shè)計事務(wù)所庫柏西梅布芬事務(wù)所設(shè)計，并由韓進重工建造。最初的抽象化結(jié)構(gòu)模型中，兩個支點被定義為剛接節(jié)點，承托巨型的屋頂，而事實上，這兩個
2、支點共同組成了一個巨大的建構(gòu)，同時它們的支撐方式也是彈性的。為了減少形變，在另外一段增加了一個受拉的桿件，使整個屋頂?shù)男巫儨p少了15%。雖然建筑方案中原本沒有這個桿件，但由于它能起到這么大的作用，而且本身也比較纖細，不會對建成效果造成太大影響，因而得以后期采用。原始模型簡圖后期深化模型簡圖2、意大利佛羅倫薩運動場大看臺鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)，雨蓬挑梁伸出17m。3、成都體育場看臺挑棚挑梁為塊體拼裝后張部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，采用工字型截面，設(shè)16處雙柱雙梁變形縫，共布置104榀雙向?qū)ΨQ現(xiàn)澆鋼筋混凝土看臺框架及塊體拼裝懸挑雨棚結(jié)構(gòu)。4、上海世博會中國國家館其設(shè)計采用鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)總高度68m；
3、筒體間樓蓋向上逐層挑出，呈四棱臺斗冠狀；四個筒體外側(cè)標高33.3m位，共挑出截面為800mm1500mm的方鋼管混凝土斜撐20根，作為標高38.7m60.3m處樓蓋體系的豎向支承，形成建筑的倒梯形造型，屋面懸挑部分施加有水平預(yù)應(yīng)力。欣賞完四種懸挑結(jié)構(gòu)形勢，作為做慣了常規(guī)設(shè)計的攻城師們是不是倒吸了一口涼氣抽根煙淡定一下，大部分結(jié)構(gòu)師是不會接觸到這么復(fù)雜的項目，下面我們來看看常規(guī)懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計需要注意的事項。02常規(guī)懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項懸挑結(jié)構(gòu)常規(guī)做法如建筑工程中的雨篷、挑檐、外陽臺、挑廊等，這種結(jié)構(gòu)是從主體結(jié)構(gòu)懸挑出梁或板，形成懸臂結(jié)構(gòu)，其本質(zhì)上仍是梁板結(jié)構(gòu)。懸臂梁懸臂端無支承構(gòu)件，視野開闊,空間
4、布置靈活。其缺點是在結(jié)構(gòu)的固定端有較大的傾覆力矩。設(shè)計時除了考慮結(jié)構(gòu)的強度和變形外,還要注意結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性。1、懸挑結(jié)構(gòu)的簡化計算一般民用建筑輕挑板根部為跨度的1/10,一般經(jīng)驗挑板尺寸不宜超過1.5米，但小編剛剛畢業(yè)時見老工程師做過懸挑2米的板，根部200mm厚，裂縫驗算通過，至今無安全問題。懸挑梁的跨高比一般為1/6。懸挑結(jié)構(gòu)的簡化計算簡圖如下圖：下面列出常規(guī)民用荷載下不同挑板長度下的板厚、配筋經(jīng)驗圖表表1懸挑結(jié)構(gòu)不必過于追求經(jīng)濟，因為其不是幾次超靜定結(jié)構(gòu)，安全儲備應(yīng)該比常規(guī)構(gòu)件大些，一般需要乘以一個增大系數(shù)。2、懸挑梁板的構(gòu)造 （1）懸挑板挑板的厚度確定之后，與其相鄰的作為支座的板厚
5、，應(yīng)盡量與之接近，不宜厚度小很多，否則相鄰處要構(gòu)造加腋以平衡內(nèi)外負彎矩，同時也避免了挑板支座處梁受扭或者剪力墻面外受的彎矩。此外挑板的下部雖然正彎矩零，可以按照最小配筋率來配，但對于大挑板下部應(yīng)該配置足夠的受壓鋼筋，以減少因板徐變而產(chǎn)生的附加的撓度，有專家建議下部鋼筋為上部受拉鋼筋的1/31/2，而且間距150m左右（間距密些為了防止混凝土開裂）。（2）懸挑梁朱總認為一般情況下，懸挑梁以承受豎向荷載為主，可考慮不按照框架梁的要求，當懸臂梁根部梁頂筋比較多時，可適當增加梁底構(gòu)造鋼筋（受壓鋼筋），以提高梁的承載力并改善挑梁根部的延性；而北京市建筑設(shè)計研究院副總工程師則認為挑梁下部受壓鋼筋應(yīng)配置1/
6、2的上部鋼筋面積，以減少因徐變而產(chǎn)生的挑梁的附加彎矩。圖2.1圖2.2混凝土規(guī)范第9.2.4條規(guī)定懸臂梁的頂部鋼筋不應(yīng)再梁的上表面截斷，而應(yīng)下彎，角筋以外的其他鋼筋應(yīng)在梁底邊錨固。如圖2.1，但規(guī)范這種做法施工復(fù)雜，當懸臂梁頂面鋼筋較多時，這種矛盾更為凸現(xiàn)，目前多數(shù)施工中都會采用分離式配筋如下圖2.2。一般變截面端跨配筋示意圖如下2.3。圖2.33、其他特殊懸挑構(gòu)造（1）相交懸挑梁在建筑的角部，經(jīng)常會出現(xiàn)如圖2.4（a）（b）所示相交伸出的梁，兩根相互伸出的邊梁在角部交叉（假設(shè)伸出長度L1小于等于L2在角部交叉）。角部邊梁按剛度大小分擔荷載，在樓層角部邊梁截面尺寸一般相同。當兩方向伸出長度L1
7、與L2相等時，兩根梁的線剛度相等，則兩根邊梁平分板上傳來的荷載，此時為雙向懸挑梁關(guān)系; 當兩方向伸出長度L1與L2不等時，則L1方向的梁相當于主( 框架) 梁，L2方向的梁相當于次( 框架) 梁，此時為主次梁關(guān)系。當兩個方向長度相差不是很大的情況下，長跨的梁仍有懸挑受力的成份，此時需要通過計算復(fù)核是否為雙向懸挑關(guān)系。在實際設(shè)計過程中，有工程師在進行梁配筋時，往往認為此結(jié)構(gòu)均為雙向懸挑梁，從而將圖2.4中相互伸出梁均按懸挑構(gòu)件編號，此時的梁在實際受力時存在較大安全隱患。若編號為懸挑構(gòu)件，則在兩根梁的相交角點處，兩邊梁的鋼筋均按圖2.3 中懸挑梁端部進行構(gòu)造，而此構(gòu)造上部和下部鋼筋均是按彎矩為0的
8、考慮，因而不能承擔彎矩。而實際計算時，在兩根梁相交的角部往往存在彎矩和剪力，故此處存在安全隱患。建議在設(shè)計相交伸出梁時，將L1方向的梁編號為懸挑梁，L2方向的梁編號為框架梁。同時，根據(jù)結(jié)構(gòu)雙向伸出梁的受力特點，當結(jié)構(gòu)為雙向懸挑梁時，在配筋時可有意加強L1與L2方向梁的底筋; 當結(jié)構(gòu)為主次梁時，在配筋時可有意加強L2方向的梁面筋。圖2.4 相交伸出梁（2）單柱雙側(cè)懸挑在屋頂構(gòu)架、雨篷等結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，經(jīng)常會碰到如圖2.5 所示單柱雙側(cè)懸挑結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)在配置鋼筋時應(yīng)按受力要求，兩邊分別編號為純懸挑梁 XL，或者繪制專門的配筋詳圖。此時每邊的懸挑構(gòu)件縱筋均按照純懸挑構(gòu)件要求分別錨入柱子中。很多工程
9、師在結(jié)構(gòu)設(shè)計此類結(jié)構(gòu)過程中，直接將此結(jié)構(gòu)編號成 KL( 1B) ，往往造成在結(jié)構(gòu)施工過程中，梁柱節(jié)點部位均按照國標圖集 16G101-1 中的頂層中間節(jié)點的面筋及底筋連續(xù)通過柱截面，造成不能將懸挑梁的根部彎矩傳到柱中的情況，從而影響結(jié)構(gòu)安全。圖2.5 單柱雙側(cè)懸挑構(gòu)件03懸挑構(gòu)件工程施工問題呈現(xiàn)案例1：某體育場中斜向懸挑大梁箍筋配置有誤，如圖3.1圖3.1原因分析：由于懸挑大梁是斜向上的，與柱不是正交，因此按照圖3.1所示的箍筋配置，則會出現(xiàn)支座附近梁的上下部箍筋間距不均勻，且梁的下部箍筋間距很大，不滿足規(guī)范要求，或在梁的上部箍筋間距很密甚至是擺放不下，施工困難的情況。改進措施：將箍筋垂直地面
10、配置于梁中，此時可保中箍筋間距均勻，滿足規(guī)范要求；斜度較大時，可保證梁上部箍筋間距滿足規(guī)范要求的情況下在梁的下部適當增加箍筋，箍筋應(yīng)當做成封閉箍，箍筋四角應(yīng)鉤住梁的縱向受力鋼筋和腰筋，此箍筋間距應(yīng)滿足規(guī)范要求，如下圖3.2圖3.2案例2：某項目通道口上方混凝土雨篷整體塌落。經(jīng)專家調(diào)閱設(shè)計圖紙和現(xiàn)場踏勘調(diào)查，雨篷塌落主要原因是：雨篷設(shè)計做法為與陽臺一起現(xiàn)澆，實際施工為后澆筑，且未經(jīng)設(shè)計認可；鋼筋連接改用植筋方式，且鋼筋排數(shù)、位置、間距均與設(shè)計不符；植筋錨固深度不符合規(guī)范要求；雨篷面層做法與設(shè)計不符，荷載超過設(shè)計要求；新舊混凝土交界面未做鑿毛處理。04總結(jié)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，鋼筋混凝土懸挑梁、懸
11、挑板等懸挑構(gòu)件是最常用的構(gòu)件類型之一?，F(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對鋼筋混凝土懸挑構(gòu)件沒有特別明確的規(guī)定，以致在實際工程設(shè)計中常會出現(xiàn)各類問題，諸如構(gòu)造配筋不足，結(jié)構(gòu)安全無法保證；有些構(gòu)造配筋過于保守，造成結(jié)構(gòu)施工困難，更造成不必要的浪費等。（一）對于懸挑構(gòu)件我們更應(yīng)該從以下方面來把控：1、懸挑部位應(yīng)采取降低結(jié)構(gòu)自重的措施；2、懸挑部位結(jié)構(gòu)宜采用冗余度較高的結(jié)構(gòu)形式；3、結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計算中，懸挑部位的樓層宜考慮樓板平面內(nèi)的變形；4、7度或8度抗震設(shè)計時，懸挑結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮豎向地震的影響；5、抗震設(shè)計時，懸挑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件以及與之相鄰的主體結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件的抗震等級宜提高一級；6、在預(yù)估的罕遇地震作用下，懸挑結(jié)構(gòu)
12、關(guān)鍵構(gòu)件的承載力應(yīng)符合不屈服的要求。（二）對于懸挑構(gòu)件常出現(xiàn)的工程問題總結(jié)如下：1、抗傾覆能力不足2、模版支撐方案不當3、主筋放置不當(錯位、變形)4、施工超載5、拆模過早參考文獻：1、朱炳寅，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問答及分析（第三版）M，中國建筑工業(yè)出版社社.2、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（2015年版）：GB50010- 2010S，中國建筑工業(yè)出版社.3、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程：JGJ3-2010S，中國建筑工業(yè)出版社.4、劉錚，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計快速入門（第二版）M，中國電力出版社5、百度文獻6、張志剛，鋼筋混凝土懸挑構(gòu)件設(shè)計中的若干構(gòu)造分析J 建筑結(jié)構(gòu)，2018，48（增刊），580-590.內(nèi)容源于網(wǎng)絡(luò)，僅作分享使用，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除
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