懸挑結構是工程結構中常見的結構形式之一，如建筑工程中的雨篷、挑檐、外陽臺、挑廊等，這種結構是從主體結構懸挑出梁或板，形成懸臂結構。

 

 

      由于懸挑梁在整個結構體系中的受力的特殊性，一般有哪些原因會造成導致挑梁出現裂縫和變形呢？主要分為設計方面和施工方面。

 

 一、設計方面存在的問題 

 

1、荷載取值問題

      按GB50009-2012《建筑結構荷載規范》，低于活荷載標準值2.5-3.5KN/m²的，會造成設計安全隱患。

 

2、設計計算失誤

      砌體結構中對鋼筋混凝土挑梁的抗傾覆驗算中，挑梁計算傾覆點與墻外邊緣的距離，應按照GB50003-2011《砌體結構設計規范》的規定，避免將控制彎矩算小。

 

      規范規定：

      當l₁≥2.2h_b時，x₀可近似取x₀=0.3h_b，且不大于0.13l₁；

      當l₁≥2.2h_b時，直接取x₀=0.13h_b；

      式中l₁為挑梁埋入砌體的長度（mm）；x₀為計算傾覆點到墻外邊緣的距離（mm）；h_b為挑梁的截面高度（mm）

 

      因此，在計算外懸挑長度l₀時，應該是l₀=l+0.3h_b，但有些設計卻直接采用l₀=l，這樣設計控制彎矩將嚴重偏小。

 

 

3、抗剪設計失誤

      規范規定，懸臂梁長度大于1.5m時，必須設置一排彎起鋼筋用以抗剪，若梁端有集中荷載，必須設置兩排彎起筋。現實中，挑梁端部常因用戶的需要而在梁端設有240mm厚砌筑圍護墻的等效集中荷載，在設計時容易忽視這個問題，從而造成質量事故。

 

二、施工方面存在的問題

 

1、鋼筋配置不當

      因為現場工人操作時容易將懸挑梁的負筋踩踏下去，造成梁板計算控制截面的有效高度h₀減小；此外，鋼筋位置配反，也可能會在拆模時發生坍塌。

 

 

2、混凝土強度和尺寸不足

      這種情況亦是工程中易發生的問題。強度的不足意味著受壓區面積增大而受拉主筋h0減小，主筋拉應力增大，拆模后會有較大變形及裂縫產生，從而形成隱患。

 

3、其他原因

      施工中鋼筋少配或誤配、材料使用不當或失誤（如用光圓代替螺紋鋼等）、劣質水泥、未經設計驗算隨意套用其他混凝土配合比，都會影響構件的質量。

 

      對于存在安全隱患的懸挑梁，其加固方法有很多，常用以下三種方法進行加固。

 

1、粘鋼加固

      粘鋼法即采用環氧樹脂膠對原挑梁粘貼鋼板進行加固，即外粘鋼加固。施工便捷，對原結構的損傷和擾動很小，幾乎不增加原結構體積。

 

 

      缺點是粘貼鋼板的應力滯后現象。由于懸臂梁加固一般是在不卸荷的情況下進行施工的，原梁中的鋼筋已有一定的應力存在，而所粘貼的鋼板在后加荷載作用下才會產生應力。

 

2、碳纖維加固

      碳纖維布在順著纖維方向上具有很高的拉伸強度，適用于結構構件受拉區域的加固。在懸挑梁受拉區域粘貼碳纖維布進行抗彎加固，并在懸挑梁支座處增加橫向壓條。

 

 

      碳纖維加固與外包型鋼加固方法類似，施工更簡便、工期更短、耐腐蝕耐老化效果更突出，且不會破壞原結構等。

 

3、增大截面法

      當懸挑梁承載力相差較大，剛度也不滿足要求時，采用混凝土加大截面法加固比較有效。加固設計時，可根據原構件的受力性質、構造特點和現場條件，選用三面加厚、兩面加厚或單面加厚等構造形式。

 

      補澆的混凝土處在受拉區，它對補加的鋼筋起到粘結和保護作用；補澆的混凝土處在受壓區時，增加了構件的有效高度，從而提高了構件的抗彎、抗剪承載力，增加了構件的剛度，加固效果很明顯。

 

      混凝土增大截面法，補澆混凝土前應對原有挑梁基層進行鑿毛處理，并清理干凈，然后在剔鑿表面涂抹高分子界面劑，使新舊混凝土面結合良好，解決新舊界面剪力傳遞的問題。

 

      在工程檢測中，原結構承載力達到一定程度后，加固結構才開始受力，同時，上述加固方法對懸挑構件進行補強加固，為二次受力狀態，不是新舊結構簡單地疊加受力，受力分布也不均勻，因此不可簡單地做疊加計算。

 

      為了使加固后的構件更加安全，應適當加大設計的安全系數，以達到理想的加固效果，并且施工時嚴格按標準執行，確保達到設計要求。