大跨度钢筋混凝土梁的设计与挠度控制

袁 燊

（深圳市建筑设计研究院总院有限公司 合肥分院， 安徽 合肥 230061）

社会在发展，建设行业也紧随大流加速发展起来，各种建筑理论、技术日渐成熟，大跨度钢筋混凝土梁的设计在大跨度空间的流行中逐渐发展起来。面对这种形式，本文将在满足空间要求的前提下，采用大跨度钢筋混凝土梁的设计与挠度控制，尽可能的降低工程造价，同时避免挠度过大引发质量问题。以一个设计者的角度，对施工方提出要求避免大跨度钢筋混凝土梁因挠度过大出现安全质量问题。

1 结构受弯构件的挠度计算问题

通过结构力学的知识可知标准组合下荷载的挠度计算公式与永久组合下荷载的挠度计算公式B=Bs/θ存在些许差异，需要分别计算。根据混凝土规范3.4.3的规定，计算钢筋混凝土受弯构件的最大挠度应按荷载的准永久组合。

2 设计中大跨度钢筋混凝土梁的挠度控制

2.1 从有效截面高度控制大跨度钢筋混凝土梁的挠度

在实际的建筑项目工程设计时，加大钢筋混凝土受弯构件截面高度可以提升它的刚度，从而达到科学、合理地控制其最大挠度的效果。根据钢筋混凝土受弯构件的短期刚度公式可知，当其短期刚度有效截面高度越大，其短期刚度就越大，这就是说此时其挠度越小。实际情况是，此方法通常受建筑条件限制，不能进行无限的增加有效截面高度。如果条件允许，可以将有效截面高度增加至最大来降低其挠度。

2.2 从配筋率控制大跨度钢筋混凝土梁的挠度

根据标准组合、准永久组合下荷载的计算公式以及短期刚度公式可知，混凝土受压区钢筋配筋率也对受弯构件挠度有着巨大的影响。在进行建筑设计时，我们应充分考虑到配筋率对受弯构件挠度的影响，对模型中计算出的支座上部钢筋加大并通长，保证在最大挠度出现部位，有着足够的配筋率，从而将大跨度钢筋混凝土梁的挠度进行控制。

2.3 从跨中弯矩调幅控制大跨度钢筋混凝土梁的挠度

在实际的建筑项目工程中，大跨度钢筋混凝土梁通常不是单跨，而是多跨，此时，可以对大跨度钢筋混凝土梁进行跨中弯矩调幅，通过增强邻跨受弯构件强度的方法，平衡两端弯矩。这种方法将荷载进行传递，避免了左右荷载集中使受弯构件接近简支梁的状态。通过减小大跨度钢筋混凝土梁跨中挠度弯矩的方法，可以减小其挠度。

2.4 从“强柱弱梁”控制大跨度钢筋混凝土梁的挠度

抗震结构中的“强柱弱梁”观念同样适用于大跨度钢筋混凝土梁中。其实，无论在什么时候我们都要保证强柱的作用，避免大楼出现因为柱子破坏而整体破坏的情况。在对大跨度钢筋混凝土梁进行设计时，梁截面往往较高，其刚度也大。此时梁变得更强了，柱就显得更弱了，这种设计方式并不符合“强柱弱梁”的设计理念，所以我们需要加强大跨度钢筋混凝土梁得柱顶大弯矩方向的刚度，避免大跨度钢筋混凝土梁因为弯矩过大而出现开裂或是变形的安全质量问题。

2.5 从混凝土强度控制大跨度钢筋混凝土梁的挠度在实际建筑项目工程中，最简单的控制大跨度钢筋

混凝土梁挠度的方式就是提高浇筑砼的等级，同时加大受拉钢筋的强度，从而提高大跨度钢筋混凝土梁抗弯刚度。

3 设计中对大跨度梁施工的要求

在实际的施工过程中，大跨度钢筋混凝土梁经常出现不能控制挠度的问题。虽然在设计中大跨度钢筋混凝土梁的挠度满足计算条件，但是在实际施工会因为诸如模板或者支架选用不当的因素发生挠度过大的质量问题，所以作为一个设计人员，从设计的角度来看，我们应对此种情况予以考虑，适当的提高大跨度钢筋混凝土梁的挠度限值，同时配合施工方完成大跨度钢筋混凝土梁的施工，避免因为挠度过大而导致质量问题的情况出现。具体可以从以下五点来进行：

（1）在结构设计中标明大跨度钢筋混凝土梁的支模、拆模条件，严格要求施工方按图纸施工。（详情参考《建筑工程设计文件编制深度》）

（2）对于大跨度钢筋混凝土梁的制作条件、跨度以及实际荷载进行跟踪，要求施工方做好支模支架工作，从根本上保证支模支架的安全、可靠。

（3）不允许施工方在砼强度到100%前拆模，同时要求施工方做好混凝土的浇水养护工作。

（4）对于大跨度钢筋混凝土梁的支模过程中，一定要要求施工方做好其支模起拱工作，根据国家规范以及现场实际情况确定实际起拱数值。避免出现施工方对设计误解造成大跨度钢筋混凝土梁挠度过大的问题。

（5）向施工方明确要求，大跨度钢筋混凝土梁上不得堆载重物，让其严格遵守最大活荷载要求，避免受弯构件在超负荷施工作业中受到不利影响。

4 建筑项目工程实例

合肥市滨湖新区工委党校建设项目中，其报告厅采用钢筋混凝土框架结构，单层，层高为9.9m，短边跨度20.0m，为了便于施工，节约成本，在满足净高的前提下采用单向大跨钢筋混凝土梁结构布置，屋面大跨度钢结构混凝土梁处采用结构找坡，跨中梁高取为1.7m，端部梁高采用1.4m，梁底水平，采用此种布置既可以减轻屋面建筑找坡层的荷载，又可有效增大梁高，减小梁的挠度，在进行结构计算时还要考虑到长期荷载作用对大跨度钢筋混凝土梁刚度的影响，在满足1/400（55mm）挠度限值的同时，要求施工方按千分之三起拱，通过挠度设计值减挠度起拱值得到最大挠度值，观察此值是否满足国家设计规范的要求。

5 结束语

本文通过对大跨度钢筋混凝土梁的挠度计算进行了简单的阐述，对结构设计方面以及施工方面可能存在的问题讲解了如何进行有效控制的方法，希望在实际的建筑项目工程施工中，设计方能对施工方提出一定的要求，并与施工方加强沟通、加强交流、精诚合作，确保大跨度钢筋混凝土梁的挠度不会因为设计以及施工问题，导致挠度过大产生建筑项目工程安全质量问题。

在不久的将来，大跨度空间设计的趋势将对设计方提出越来越高的要求，加上建筑形式结构的复杂化，不仅仅需要从设计本身考虑大跨度钢筋混凝土梁的挠度控制问题，还要在施工现场根据实际情况具体分析，避免出现因为大跨度钢筋混凝土梁挠度过大带来的建筑项目工程安全质量问题。