悬挑梁的设计要点及事故处理对策

1、悬挑梁的设计要点及事故处理对策在建筑物设计、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受力的特殊性， 所以一旦出现质量问 题，将对整幢建筑物形成极大的不安全因素。悬挑结构常常处于室外，面对雨水、二氧化碳直接侵蚀，且其上因为 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展，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，本文将对上 述问题进行深入分析与探讨。2设计中的问题 2.1荷载的取值按建筑结构荷载规范(GB50009-200 1)规定，应

2、取活荷载标准值2.5kN/m23.5kN/m2，而有的则取1 .5kN /m2，从而造成严重的设计隐患。2.2设计计算失误(1)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(GB500 0 3 2 0 0 1 ）应严格执行: 当11 2.2hb，时x0可近似取x0 = 0.3hb，且不大于 0.1311;当 11 V2.2hb,x0 = 0.13hb。式中11 挑梁埋入砌体的长度（mmx0 计算倾覆点到墙外边缘的距离（mmhb 挑梁的截面高度（mm 因此，在计算外悬挑长度10时，应该是：10=1+0 .3hb。但有些设计却直接采用1

3、 0=1,这样设计控制弯矩将严重偏小。2.3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。3施工中的问题关于施工的问题，主要分为两个方面:3.1钢筋布置不当因为现场工人操作时容易将悬挑梁的负钢筋踩踏下去，造成梁板计算控 制截面的有效高度h0减小；此外，还有钢筋位置配反的情况，此

4、种情 况更加危险，拆模时就可能坍塌。3.2混凝土强度不够及尺寸不足这种情况亦是工程中易发生的问题， 强度的不足意味着受压区面积增大 而受拉主筋hO减小，主筋拉应力增大， 拆模后会有较大变形及裂缝产 生，从而形成日后隐患。3.3其它原因在施工过程中钢筋的少配或误配， 材料使用不当或失误（例如随意用光 圆钢筋代替变形钢筋、使用劣质水泥、未经设计或验算随便套用其它混 凝土配合比等），都将影响构件的质量。4对质量问题的处理方法对于存在质量问题的悬挑梁， 其加固方法有很多种，下面对工程中行之 有效的几种方法加以探讨与分析。4.1粘钢加固法 4.1.1粘钢加固的特点粘钢法即采用环氧树脂建筑结构胶对原挑梁进

5、行体外配筋，即外粘钢加固，此种方法为近年来高速发展的一项新兴技术，特点是针对性极为明 确，方便适用，且现场施工简单，对原结构的损伤和扰动很小，几乎不 增加原结构体积，如图1所示。而其缺点是粘贴钢板的应力滞后现象， 由于悬臂梁加固一般是在不卸载而所粘贴/As的情况下进行施工的，原梁中的钢筋中已有一定的应力存在, 的钢板仅在后加荷载作用下才产生应力。4.1.2粘钢加固的计算承载力计算：fcmbx=fyAs + fayAa fyMu=fcmbx(h0 1 x/ 2 )+ fy/As/(hS /)(2) f ay为加固钢板抗拉强度设计值;Aa为加固钢板截面面积;As、f y分别为原梁纵向受拉钢筋的截面

6、面积和抗拉强度设计值;f y /、As/分别为原梁纵向受压钢筋的截面面积和抗拉强度设计值；a s /为原梁纵向受压钢筋的保护层厚度。4.1.3锚固粘结长度计算锚固粘结长度L1是指原梁在不需要加固的截面以外粘贴钢板延伸长 度。L12fayta/fcv ta为受拉加固钢板厚度；fcv为被粘混凝土抗剪强度的设计值。若钢板粘结长度无法满足式（3）的要求时，可在钢板的端部锚固区粘 结U形箍板，也可以钢板端锚固区增设膨胀螺栓的办法加强锚固。4.1.4斜截面受剪承载力加固VV 0 + 2fayAaLLu/SAaL为单肢箍板截面面积；V0为原构件斜截面受剪承载力设计值;Lu为单肢箍板的梁侧混凝土的粘结长度;S

7、为箍板轴线间距。4.2外包改性混凝土加固 4.2.1外包混凝土加固的形式与特点当悬挑梁承载力相差较大，刚度也不满足要求时，采用外包混凝土加大 截面法加固比较有效。加固设计时，可根据原构件的受力性质、构造特 点和现场条件，选用三面加厚、两面加厚或单面加厚等构造形式。补浇的混凝土处在受拉区，它对补加的钢筋起到粘结和保护作用；补浇的混凝土处在受压区时，增加了构件的有效高度，从而提高了构件的抗 弯、抗剪承载力，增加了构件的刚度，加固效果很明显，图2就是采用 二面加固的方式。4.2.2 加固计算方法由于加固构件实际为叠合构件，主要表现在混凝土应变滞后，钢筋应力 超前。根据分析，增补钢筋的应力滞后于梁内原

8、钢筋应力，因此对增补筋的抗 拉强度设计值乘以0.9的折减系数。即：fcmbx=fyAs + 0 .9fy1As1Mu=fcmbx(h0 1x/2 )式(1)可改写成 由a S查表得YS,从而得： (6) f cm为混凝土弯曲抗压强度设计值；fy为梁中原钢筋的抗拉强度;f yl为增补钢筋的抗拉强度;AS、AS1分别为梁中原钢筋及增补钢筋或型钢的截面面积。4.2. 3混凝土施工工艺外包改性混凝土加固方法与其它一般的加固方法比较，施工质量易于保 证、加固后新旧结构共同受力比较良好。由于该法是采用改性混凝土, 即混凝土内掺特殊掺合料(比如湖南大学生产的GMA)，此种混凝土 具有高流动性、高强、新老混凝

9、土面结合良好、可自流密实免振捣等特 性。而在悬挑梁加固中，因为加大的截面尺寸有限，施工空间狭小，因 此，对混凝土要求的正是上述性能。在浇筑改性混凝土前，应对原构件混凝土存在的缺陷清理至密实部位,并将表面凿毛（凿成小槽），沟槽深度不宜小于6mm，间距不宜大于 箍筋间距或2 0 0 mm。被包的混凝土棱角应打掉，同时应除去浮碴、尘土，原有混凝土表面应冲洗干净；浇注混凝土前，对凿出的原有钢筋 及新加钢筋应采取除锈处理；在受力钢筋施焊前应尽量对悬挑梁适当卸 荷（如支撑等）；焊接应分段分区进行，尽量减少焊接热量对钢筋的影 响。最后，原混凝土表面应以水泥浆等界面剂进行处理。只有按上述步骤进行，才可让新老混

10、凝土结合良好并且协同工作（如图2所示）。4.3其它方法加固如外包碳纤维加固，碳纤维加固技术是最新兴起的建筑领域中的新技 术，此前在日本和美国较为流行；现在我国也取得了长足的发展。碳纤 维加固方法与外包钢类似，它比外包钢更加施工简便，且易于运送，外 界条件对其几乎无腐蚀作用； 不过从经济角度来说，它比外包钢成本略 高一些，此外碳纤维在施工操作时对人体也有一定的损害。此外还有预应力加固法、挖补加固法等，都是经过实践且证明可行的方 法，工程中应根据自身结构的特点来选择最适合的方法进行加固处理, 以达到最理想、最经济的效果。5结束语 5.1由于悬挑梁在结构中的重要性、工作状况复杂性，因此要求设计必须规

11、范合理，且应注意保证结构具有足够的安全储备。施工时也应严 格按标准执行，确保达到设计的要求。5. 2上述加固方法对悬挑构件进行补强加固，在结构计算中明显反映二次受力状态，不是新旧结构简单地叠加受力，受力分布也不均匀，因 此不可简单地做迭加计算。5.3在工程检测中，发现原结构承载力达到一定变形后，加固结构才开始受力，为了使加固后的构件偏于安全，应适当加大设计的安全储备。出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣 不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光 先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞

12、忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其 刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚 以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。能”，是以众议举宠为督:将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰 愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也； 亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。 先帝在时, 每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣,愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也寸。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于 败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之