混凝土支撐對鋼筋混凝土懸挑梁受力性能的影響

謝冰花

摘 要：由于大跨度懸挑梁本身根部內力較大，當梁端有較大集中荷載作用時，大跨度懸挑梁便無法同時滿足建筑功能和結構計算的需要，因此在懸挑梁受力點與主結構之間合理增設豎向及斜向支撐，以解決懸挑梁受力過大的問題。本文結合工程實例，介紹了集中不同形式的支撐布置，并通過受力分析，對比了其對框架結構懸挑梁的受力性能的影響。

關鍵詞：大跨度懸挑梁 框架結構 支撐 框架結構

1工程概況

某醫院的婦幼醫學中心與五官中心之間在四層處采用鋼結構連廊連接，具體位置如圖1和圖2所示。婦幼醫學中心與五官中心均為多層鋼筋混凝土框架結構，鋼連廊兩側在A、B、C、D四點用抗震支座與主體結構連接，由于A、B、C、D四個連接點均位于主體結構的懸挑梁端，懸挑梁自身的懸挑長度已達3.2m，且鋼結構連廊的支座荷載較大，僅靠懸挑梁自身，難以滿足設計要求。故考慮在A、B、C、D四個連接點下增設鋼筋混凝土斜撐，以改善原框架結構的受力性能。

2混凝土支撐布置形式

現以A點為例，由于建筑功能的要求，四層處A點為建筑通道，無法布置斜向支撐，故給出了三種滿足建筑功能的斜撐布置如下圖3所示。

圖3中支撐布置1是在A點和其垂直對應的上下層懸挑梁端之間設置豎向混凝土支撐；布置2是將1中的豎向支撐改為連接A點與下層懸挑梁根部梁柱節點連接的斜向支撐；布置3是在1的基礎是增設A點與下層懸挑梁根部梁柱節點連接的斜向支撐。

3 梁柱內力分析

采用盈建科建筑結構設計軟件（YJKS1.8.2版），將三種不同的支撐布置形式布置在原結構模型中，計算得到的M點處各構件在恒載作用下的內力如下表3.

對比表1、表2和表3、發現三層豎向支撐改為斜向支撐時，上部結構荷載由斜撐傳遞至梁柱節點，彎矩由結構內部梁板平衡，二層、三層、四層懸挑梁根部彎矩、剪力大幅減小，三層頂懸挑梁根部軸力增大，由于梁軸力主要由內部梁板平衡，對梁配筋影響較小，故于結構設計而言，布置2較布置1更為合理；在布置2的基礎上加上三層的豎向支撐，對于三層頂和四層頂的懸挑梁根部彎矩無明顯變化，而二層頂懸挑梁根部彎矩和剪力均減小30%左右，故布置3對懸挑梁的整體受力更加有利。

4 梁柱配筋結果

不同支撐布置下梁柱配筋結果詳見下圖

對比不同支撐形式下梁柱節點的配筋計算結果，布置2和布置3較布置1的柱配筋更加合理，因上部結構荷載通過斜撐直接傳遞到梁柱節點處，而不是經由二層頂的懸挑梁傳遞至梁柱節點，這兩種形式下，梁柱配筋均較合理，均可在設計中采用。

對于布置2和布置3，增加豎向支撐，使二層頂懸挑梁通過豎向支撐與三層頂懸挑梁形成整體結構，可減小二層頂懸挑梁根部的彎矩，進而減小配筋，雖然三層頂梁配筋有所增加，但增加幅度較小，在設計可接受范圍內，故布置3更加合理。

5 結語

相比豎向支撐而言，設置梁柱節點與受力點之間的斜向支撐，能更加直接的將懸挑結構上的荷載傳遞給主結構，從而減少了對懸挑結構的影響。而同時設置豎向支撐和斜向支撐，能降各層懸挑梁通過支撐的連接形成整體，共同受力。因此，在建筑功能允許的情況下，對于大跨度懸挑梁端有較大集中荷載作用時，可考慮增設豎向支撐和斜向支撐，以解決懸挑梁受力較大的問題。

參考文獻：

[1] 林儆，崇燕，張伯林.鋼筋混凝土框架-斜撐結構體系抗震分析[J].建筑科學，2013，29（5）：60-64.

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[3] GB50011-2010，建筑抗震設計規范[S].

[4] GB50010-2010，混凝土結構設計規范[S].