懸挑結(jié)構(gòu)是工程結(jié)構(gòu)中常見的結(jié)構(gòu)形式之一，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)。

 

 

      由于懸挑梁在整個結(jié)構(gòu)體系中的受力的特殊性，一般有哪些原因會造成導(dǎo)致挑梁出現(xiàn)裂縫和變形呢？主要分為設(shè)計方面和施工方面。

 

 一、設(shè)計方面存在的問題 

 

1、荷載取值問題

      按GB50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，低于活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.5-3.5KN/m²的，會造成設(shè)計安全隱患。

 

2、設(shè)計計算失誤

      砌體結(jié)構(gòu)中對鋼筋混凝土挑梁的抗傾覆驗算中，挑梁計算傾覆點(diǎn)與墻外邊緣的距離，應(yīng)按照GB50003-2011《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，避免將控制彎矩算小。

 

      規(guī)范規(guī)定：

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

      當(dāng)l₁≥2.2h_b時，直接取x₀=0.13h_b；

      式中l(wèi)₁為挑梁埋入砌體的長度（mm）；x₀為計算傾覆點(diǎn)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(yīng)該是l₀=l+0.3h_b，但有些設(shè)計卻直接采用l₀=l，這樣設(shè)計控制彎矩將嚴(yán)重偏小。

 

 

3、抗剪設(shè)計失誤

      規(guī)范規(guī)定，懸臂梁長度大于1.5m時，必須設(shè)置一排彎起鋼筋用以抗剪，若梁端有集中荷載，必須設(shè)置兩排彎起筋。現(xiàn)實中，挑梁端部常因用戶的需要而在梁端設(shè)有240mm厚砌筑圍護(hù)墻的等效集中荷載，在設(shè)計時容易忽視這個問題，從而造成質(zhì)量事故。

 

二、施工方面存在的問題

 

1、鋼筋配置不當(dāng)

      因為現(xiàn)場工人操作時容易將懸挑梁的負(fù)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(fā)生坍塌。

 

 

2、混凝土強(qiáng)度和尺寸不足

      這種情況亦是工程中易發(fā)生的問題。強(qiáng)度的不足意味著受壓區(qū)面積增大而受拉主筋h0減小，主筋拉應(yīng)力增大，拆模后會有較大變形及裂縫產(chǎn)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(dāng)或失誤（如用光圓代替螺紋鋼等）、劣質(zhì)水泥、未經(jīng)設(shè)計驗算隨意套用其他混凝土配合比，都會影響構(gòu)件的質(zhì)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(jìn)行加固。

 

1、粘鋼加固

      粘鋼法即采用環(huán)氧樹脂膠對原挑梁粘貼鋼板進(jìn)行加固，即外粘鋼加固。施工便捷，對原結(jié)構(gòu)的損傷和擾動很小，幾乎不增加原結(jié)構(gòu)體積。

 

 

      缺點(diǎn)是粘貼鋼板的應(yīng)力滯后現(xiàn)象。由于懸臂梁加固一般是在不卸荷的情況下進(jìn)行施工的，原梁中的鋼筋已有一定的應(yīng)力存在，而所粘貼的鋼板在后加荷載作用下才會產(chǎn)生應(yīng)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(qiáng)度，適用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件受拉區(qū)域的加固。在懸挑梁受拉區(qū)域粘貼碳纖維布進(jìn)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(jié)構(gòu)等。

 

3、增大截面法

      當(dāng)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(shè)計時，可根據(jù)原構(gòu)件的受力性質(zhì)、構(gòu)造特點(diǎn)和現(xiàn)場條件，選用三面加厚、兩面加厚或單面加厚等構(gòu)造形式。

 

      補(bǔ)澆的混凝土處在受拉區(qū)，它對補(bǔ)加的鋼筋起到粘結(jié)和保護(hù)作用；補(bǔ)澆的混凝土處在受壓區(qū)時，增加了構(gòu)件的有效高度，從而提高了構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力，增加了構(gòu)件的剛度，加固效果很明顯。

 

      混凝土增大截面法，補(bǔ)澆混凝土前應(yīng)對原有挑梁基層進(jìn)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(jié)合良好，解決新舊界面剪力傳遞的問題。

 

      在工程檢測中，原結(jié)構(gòu)承載力達(dá)到一定程度后，加固結(jié)構(gòu)才開始受力，同時，上述加固方法對懸挑構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，為二次受力狀態(tài)，不是新舊結(jié)構(gòu)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(gòu)件更加安全，應(yīng)適當(dāng)加大設(shè)計的安全系數(shù)，以達(dá)到理想的加固效果，并且施工時嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確保達(dá)到設(shè)計要求。