导言

悬挑结构是一些建筑设计师的“常用手法”，近年来成为超高层建筑与大型公共建筑方案的重要结构形式。由于悬挑结构对结构受力要求非常高，如何才能避开悬挑施工的质量“雷区”？一起来看看吧。

施工中常利用有限元软件对结构受力进行优化，便于日后施工的质量。悬挑结构的有限元优化过程大概分为以下步骤。

（1）优化设计思路

在用ABAQUS软件优化过程中，为设计出符合要求的钢筋混凝土桁架结构，应在对钢筋混凝土桁架结构建立初始方案模型之后进行ABAQUS优化设计。如此处理的主要目的为保证钢筋混凝土桁架结构满足强度和刚度要求的基础上，节省钢筋和混凝土量，降低造价。因此，在优化过程中选择合理的设计变量、状态变量及优化目标，最后查看优化分析结果。 

（2）优化过程及结果分析

根据优化设计思路，首先进行初始方案参数化建模，求解后处理计算结果，从而确定设计变量和优化目标，最后对优化结果进行评估。若达到优化目标，则退出循环，反之则继续优化。

应注意在结构设计主要参数处理时，由于结构通常比较复杂，在不影响结构内力和位移的前提下，需要对部分结构构件进行了简化，选取最大悬挑梁为研究对象，随后对各类需要计算的单元进行选取，如混凝土实体单元、钢筋桁架单元等；随后再根据材料属性选择相应参数，如混凝土等级选择C30，弹性模量选择相对应数值，其他参数均按初始方案建模。

钢筋混凝土悬挑构件有挑板式和挑梁式2种，挑板式是指以楼层圈梁为支座，向结构外延伸的板。挑梁式是指梁从主体结构中的主梁或次梁延伸出来，延伸出的端部没有支承的竖向受力梁，而板则由梁支撑。

悬挑结构施工难，主筋受力大，所以其悬挑长度不大，自建房就更小了。一般较为合理的悬挑长度最好控制在1~1.5m，而且与悬挑构件相连的楼板或梁的长度要大于悬挑长度的1.5倍。如果再长，就只能在悬挑构件的端部做承重柱了。

1.抗倾覆能力不足

悬挑结构是靠压重或外加拉力来保持稳定的，规范要求设计计算是取倾覆转动点在外墙皮向里的O’点，并要求抗倾覆力矩的0.8倍大于倾覆力矩，即抗倾覆有不小于1.25的安全系数，若稳定力矩小于倾覆力矩时，必然失稳，倾覆坍塌。如雨篷梁上的压重(砌砖的高度)尚不能满足稳定要求时，就拆除支撑及模版，将会发生坍塌，造成人员伤亡。

2. 模板支撑方案不当

悬挑结构根部受力最大，当混凝土浇筑后，尚未达到足够强度时，模版支撑产生沉降，根部混凝土随即开裂，拆模后将从根部产生断裂坍塌。若悬挑结构为变截面，施工时将模版做成等截面外形，而造成根部断面减小，拆模后也会产生断塌事故。

为防止模板立柱下陷，应注意以下几点：

（1）立柱不得支于松软的土上和未经处理的回填土上；

（2）立柱下面的垫木要有足够的底面积和刚度；

（3）注意立柱受震动后的动势；

（4）防止化冻过程中立柱下陷；

（5）防止积水造成下陷。 

此外，悬挑构件支模时要考虑木制模板湿胀干缩现象对构件质量的影响。

3. 主筋放置不当

悬挑构件不同于通常的梁板结构，在垂直荷载作用下，挑梁产生负弯矩，上边手拉，因而受拉主筋应配置在上边。若把钢筋放在下边，或施工时支垫不妥，钢筋被踩踏向下变形过大，或被浇筑的混凝土压到下面，或锚固长度不够，或者是断面厚度尤其是根部厚度达不到要求，是构件的有效断面减小，承载能力明显降低，难以承受构件自重及上部荷载等原因，当模版拆除后，均会导致根部断塌。

4. 施工超载

悬挑结构的固端弯矩与作用荷载成正比，如施工荷载超过设计荷载，模板下沉，根部出现裂缝，尤其是当有根部向外浇筑混凝土时，随着荷载的增加，模板变形，也极易在根部产生裂缝，导致拆模后断裂。

5. 拆模过早

不少悬挑结构坍塌都是由于拆模过早，混凝土未达到足够强度所造成，所以规范规定，悬挑构件的拆模强度必须不小于100%，在实际施工中必须遵守。在施工悬挑构件时，要及时验算，确定拆模的恰当时间，施工中只要条件允许，适当晚拆模或间隔保留部分支撑是有好处的。

（1）先将梁主筋放于梁底模之上，由于悬挑结构轴线梁有预埋螺栓，箍筋套好绑扎之前应预埋螺栓，再根据螺栓位置绑扎箍筋。

（2）钢筋单面搭接焊长度为10d；梁钢筋锚固长度为40d。

（3）确保上部钢筋位置的准确放置，转角部位放射钢筋加强。

（4）悬挑构件，无论是板还是梁，悬挑结构的根部是受力最大的地方，也是最容易破坏的地方。在根部，上部受拉、下部受压，所以其配筋和一般梁、板的配筋是相反的，受力筋要布置在结构的上部而不是下部。

（5）受力钢筋允许搭接区段：梁上部钢筋为跨中1/3区段，下部钢筋为支座1/3区段；设置在同一构件内的焊接接头宜相互错开；纵向受力钢筋焊接接头连接区段的长度为35倍d（d为纵向受力钢筋的较大直径）且不小于500mm，凡接头中点位于该连接区段长度内的接头均属于同一连接区段，同一连接区段内，纵向受力钢筋焊接的接头面积百分率不宜大于50%。

（6）当梁上受力钢筋设置两排或三排时必须增加吊钩予以固定。?

（7）所有钢筋绑扎必须符合图纸设计要求，钢筋保护层厚度35mm。?

（1）混凝土浇筑时应考虑中心柱高度，在浇筑过程中，框架柱的浇筑次数应按照施工方案完成，框架梁通常根据需要必须两次浇筑来完成。

（2）浇筑混凝土时，设专人旁站，确保钢筋踩踏，位置发生变化。

（3）加强混凝土养护不少于14d，强度达到100%拆模，上部有结构时，应在悬挑构件下部加设临时支撑点。

（4）混凝土振捣时应遵循“快插慢拔”的原则，每次振捣时间为10s（振捣持续时间一般为混凝土表面无浮浆，不下沉为止，当表面出现浮浆时必须将浮浆排除，切满足钢筋保护层厚度。

（5）在浇筑过程中，必须有钢筋工与木工现场跟班，及时加固模板和调整钢筋位置，确保悬挑结构浇筑质量。

（1）模板支撑体系要有足够的刚度、强度、稳定性。

（2）根据控制轴线，放出梁的边线位置，模板支设前，保证所有梁内埋件全部埋设到位。?

（3）梁次龙骨采用50mm×100mm方木，间距100mm，主龙骨采用48mm×3.5mm钢管，间距300mm。

（4）梁底模板就位后，绑扎框架梁的钢筋.?

（5）安装梁侧模板，梁次龙骨采用50mm×100mm方木，间距100mm，竖向主龙骨采用48mm×3.5mm钢管竖向布置，主龙间距300mm，竖向主龙骨底部与梁底主龙骨用扣件进行连接。

（6）横向主龙骨设置2道，间距300mm。

（7）梁侧主龙骨用Φ12对拉螺栓进行固定间距600mm。? 

（8）模板主次龙骨安装完毕后，在梁两侧的中间及底部做钢管斜支撑，间距1000mm，支撑在两侧外脚手架上；钢管两端均要安装顶托。? 

（9）加固完成后，在梁底部用木头削起拱，起拱高度为跨度的3‰，最后以控制线调整模板位置，用线坠调整模板垂直度。

（10）房屋主体梁、板、柱的拆模时间比较早，一般1~2个星期就可以了，但悬挑构件却不行，为保证安全必须要等到混凝土终凝后，强度达到100%才能拆模。