混凝土支撑对钢筋混凝土悬挑梁受力性能的影响

谢冰花

摘 要：由于大跨度悬挑梁本身根部内力较大，当梁端有较大集中荷载作用时，大跨度悬挑梁便无法同时满足建筑功能和结构计算的需要，因此在悬挑梁受力点与主结构之间合理增设竖向及斜向支撑，以解决悬挑梁受力过大的问题。本文结合工程实例，介绍了集中不同形式的支撑布置，并通过受力分析，对比了其对框架结构悬挑梁的受力性能的影响。

关键词：大跨度悬挑梁 框架结构 支撑 框架结构

1工程概况

某医院的妇幼医学中心与五官中心之间在四层处采用钢结构连廊连接，具体位置如图1和图2所示。妇幼医学中心与五官中心均为多层钢筋混凝土框架结构，钢连廊两侧在A、B、C、D四点用抗震支座与主体结构连接，由于A、B、C、D四个连接点均位于主体结构的悬挑梁端，悬挑梁自身的悬挑长度已达3.2m，且钢结构连廊的支座荷载较大，仅靠悬挑梁自身，难以满足设计要求。故考虑在A、B、C、D四个连接点下增设钢筋混凝土斜撑，以改善原框架结构的受力性能。

2混凝土支撑布置形式

现以A点为例，由于建筑功能的要求，四层处A点为建筑通道，无法布置斜向支撑，故给出了三种满足建筑功能的斜撑布置如下图3所示。

图3中支撑布置1是在A点和其垂直对应的上下层悬挑梁端之间设置竖向混凝土支撑；布置2是将1中的竖向支撑改为连接A点与下层悬挑梁根部梁柱节点连接的斜向支撑；布置3是在1的基础是增设A点与下层悬挑梁根部梁柱节点连接的斜向支撑。

3 梁柱内力分析

采用盈建科建筑结构设计软件（YJKS1.8.2版），将三种不同的支撑布置形式布置在原结构模型中，计算得到的M点处各构件在恒载作用下的内力如下表3.

对比表1、表2和表3、發现三层竖向支撑改为斜向支撑时，上部结构荷载由斜撑传递至梁柱节点，弯矩由结构内部梁板平衡，二层、三层、四层悬挑梁根部弯矩、剪力大幅减小，三层顶悬挑梁根部轴力增大，由于梁轴力主要由内部梁板平衡，对梁配筋影响较小，故于结构设计而言，布置2较布置1更为合理；在布置2的基础上加上三层的竖向支撑，对于三层顶和四层顶的悬挑梁根部弯矩无明显变化，而二层顶悬挑梁根部弯矩和剪力均减小30%左右，故布置3对悬挑梁的整体受力更加有利。

4 梁柱配筋结果

不同支撑布置下梁柱配筋结果详见下图

对比不同支撑形式下梁柱节点的配筋计算结果，布置2和布置3较布置1的柱配筋更加合理，因上部结构荷载通过斜撑直接传递到梁柱节点处，而不是经由二层顶的悬挑梁传递至梁柱节点，这两种形式下，梁柱配筋均较合理，均可在设计中采用。

对于布置2和布置3，增加竖向支撑，使二层顶悬挑梁通过竖向支撑与三层顶悬挑梁形成整体结构，可减小二层顶悬挑梁根部的弯矩，进而减小配筋，虽然三层顶梁配筋有所增加，但增加幅度较小，在设计可接受范围内，故布置3更加合理。

5 结语

相比竖向支撑而言，设置梁柱节点与受力点之间的斜向支撑，能更加直接的将悬挑结构上的荷载传递给主结构，从而减少了对悬挑结构的影响。而同时设置竖向支撑和斜向支撑，能降各层悬挑梁通过支撑的连接形成整体，共同受力。因此，在建筑功能允许的情况下，对于大跨度悬挑梁端有较大集中荷载作用时，可考虑增设竖向支撑和斜向支撑，以解决悬挑梁受力较大的问题。

参考文献：

[1] 林儆，崇燕，张伯林.钢筋混凝土框架-斜撑结构体系抗震分析[J].建筑科学，2013，29（5）：60-64.

[2] 崔芳芮. 钢筋混凝土斜撑框架结构消能减震性能研究 [D].唐山：华北理工大学土木工程学院，2015.

[3] GB50011-2010，建筑抗震设计规范[S].

[4] GB50010-2010，混凝土结构设计规范[S].