钢筋混凝土大悬挑结构的设计与分析

钢筋混凝土大悬挑结构的设计与分析

导言

很多工程事故都是由于悬挑结构设计不合理引起的。在悬挑结构的设计中，导致事故可能发生的原因有：荷载作用下的稳定性验算不完整，梁的抗扭强度不够，钢筋不按规定搭接，悬挑部分没有足够的平衡，并且不采取可靠地措施，这些原因都可能会导致悬挑结构抗倾覆能力的不足，因此，对于此类结构，在设计上就要谨慎，保证各项指标满足规范要求。本文中就一个工程实例来简单的探讨大悬挑结构的设计过程。

工程简介

某小区警务室位于天津市塘沽区。

屋面板相对于下部墙长，悬挑了3850mm。墙宽统一为200mm，材料为混凝土小型空心砌块。

上部结构设计

此屋面板属于大悬挑构件。由于A~B轴中间不允许放置柱子。这样，相当于把屋面板悬挑了，笔者决定把屋盖上部的两道变坡度构件设计成变截面梁，梁宽统一设置为200mm，梁高视计算结果来调整，把C轴以外的两道墙作为柱子。利用PKPM软件进行建模试算，结果为变截面悬挑梁端的挠度达到41.87mm，其上部的挑板端部挠度达到93.64mm，挠度偏大。从结构的概念上来说，只有B轴和C轴之间的几根柱子承受上部结构的重量，整体受力极其不好。于是，考虑到A轴处墙体要开大窗，就其能否在A~B轴线间加柱子及

咨询屋面板排水做法方面的相关问题进行了讨论，发现原图本身也存有一定的问题，后期防水卷材没法铺设，于是建议进行了修改，在A~B轴线间加上两根柱子，悬挑部分的板厚初步定为60mm，其余板厚定为80mm，把边梁顶部标高设计的比屋面板高50mm，方便组织排水，边梁底部标高设计到能够遮挡住内部挑梁的地方，这样从结构受力上来说相对合理，又不影响整体的效果。这样，经过试算，计算结果为挑梁的最大挠度为14.94mm，上部结构其它各方面的参数也都比较合理。

基础设计

根据地勘资料，采用梁式筏板基础。在筏板的设计上使上部结构的质心和筏板的质心尽量接近。考虑到建筑尺寸及结构构造作法，选定筏板的宽度为5700mm，长度为8400mm，板厚为200mm，这样基本上可以保证上部结构质心和下部结构质心重合。对于地梁的布置，没有采用常规的墙下布梁的设计思路，并把地梁的宽度统一取为350mm，梁高取为800mm，地梁与柱交接的地方按地梁加腑的构造作法处理，以尽量节省材料。考虑到此警务室上部结构不规则，受力较复杂，将筏板和地梁按照倒楼盖的思路，进行了计算。最终，筏板基本上都是按构造配筋，地梁的受力性能也都比较好，于是采用了其计算结果。

结束语

由于此警务室屋面板挑出长度较大，建筑造型要求较高，设计时间上也比较紧，相对于一般的警务室偏难。笔者在设计过程中，遇到了不少难点，比如屋盖类型的选择、上部结构各构件的计算分析、基础方面的计算方法选择等问题。还有不少细节没有交待清楚，只把此结构的整体设计思路整理了出来，以期广大读者在此类大悬挑结构的设计思路上得到借签，从而加快设计进度的步伐。