悬挑框架结构设计的探讨

规划设计　・１５３・　悬挑框架结构设计的探讨　’　冯　博　（中国移动台州分公司，　浙江，台州，３１８０００）　【摘要】以某工程为例，本文主要介　震能力。在建设本工程施工过程中，由于其　挑框架的倾覆弯矩作用下其压应力增大，了　绍了建筑工程中悬挑框架结构在悬挑框架中　结构复杂，竖向构件不连续，也就造成了施　控制近端柱的轴压比超限，若采用增大柱截　的应用，采用了型钢混凝土，从而有效的解　工非常困难，如果在其中想要采用悬挑结构　面可有效的降低轴压比，但考虑到空间的视　决大跨度建筑的局部转换的问题。　来实现建筑结构设计的要求，不仅在增加了　觉感观，没有采用此做法，而是同样采取了　【关键词】悬挑结构；悬挑框架；结构　结构计算和实际措施的难度，还不能够保证　芯柱的做法，同时还提高了柱子的体积配筋　设计　其施工的质量。　率；③而在顶层中部的柱子在这种偏心的弯　通过采用多种方法进行试验分析，为了　矩作用下仍为压弯构件，没有出现受拉的情　前盲　能够满足建筑结构造型的美观，在本工程的　况，对于此类柱就相当于“卸荷”，本工程对　在建筑结构中，悬挑结构的体型与收进　施工中可以采用大悬挑结构。与大悬挑结构　这类柱子没有做特殊处理。　结构非常相近，都是其上部体型大于下部，　相比，我们如果在建筑的上部增加部分框架　３．２局部转换析架的设计　属于竖向的、不规则的结构。也正是因为悬　柱，这样会在一定程度上降低工程造价，并　析架在本工程中属于重要构件，为了充　挑结构具有这样的优点，也在一定程度上降　且在设计与施工方面都会显得方便快捷一　分考虑各种不利因素的影响在计算中考虑双　低了建筑结构的冗余度。所以在工程施工过　些，但是这种会对建筑效果造成很大的影响，　向地震的作用及偶然偏心的影响，作为大跨　程中，并没有在其中增设多余的防线，如果　因此，经过工程师与设计师的综合考虑，采　度构件同时还要考虑竖向地震的作用。当采　建筑结构中的悬挑结构的根部发生了破坏，　用大悬挑结构相对比较合适。　用ＳＡＴ、ⅣＥ软件计算分析析架时，选用各工　那么就会引起部分的悬挑结构倒塌。为了能　３．构件设计　况下的最不利内力组合，根据结果分析，上　够使其不受到破坏，就需要准确的运算出悬　３．１长悬挑构件的设计　弦和下弦的轴力均为零，显然是不正确的。　挑结构中的梁以及其斜撑的强度。由于悬挑　在对建筑结构进行设计过程中，选用大　主要是因为ＳＡＴＷＥ在计算模型时是以梁单　结构的上部体型非常大，那么其扭转的惯性　悬挑结构方案时，悬挑结构的梁柱部分就会　元考虑的，而梁单元对水平杆件的轴力是忽　也就随之加大，但是其下部相对较小，那么　运用预应力混凝土结构来进行施工，但是由　略的：腹杆的轴力不为零是由于腹杆在计算　整个悬挑结构的刚度也就随之减小，因此工　于设计是将建筑的屋面当成了建筑的立面结　模型中作为斜撑和柱子一样，同不为零。　程师或者设计员应该针对这样的结构引起十　构进行处理，所以也可以采用清水混凝土来　４．加强措施　分的重视。　对屋面进行施工，从而使前者添加预应力的　我们根据该建筑工程的设计来看，关于　１．工程概况　方式作罢。在对建筑的屋面进行计算过程中，　悬挑部分我们发现了其中存在的一些安全隐　某个建筑工程的地下一层是属于停车　工程师采用了斜柱加悬挑梁的方式来进行计　患，针对于此进行主要分析，主要采取以下　库，上面第５￣７层则是当成办公室在使用，　算，计算结果表明悬挑梁已经超过极限。由　几点措施：　该工程的总建筑面积是５３１４８ｍ２，其高度为　于建筑的高度对悬挑主梁具有限制作用，无　（１）为了能够降低大悬挑结构对于建筑　２８．６ｍ。在其施工过程中，建筑的里面部分采　形间促使悬挑主梁的高度不能超过１２ｍ，所　物主体结构的不利影响，可以选择在悬挑梁　用的是清水混凝土，我们将建筑物分成三个　以需要对悬挑结构进行重新调整，从而解决　的端部位置设钢筋混凝土柱，让钢筋混凝土　不同的结构单元（Ａ段、Ｂ段、Ｃ段）进行　存在在悬挑结构中的所有问题，例如梁高过　柱与悬挑梁形成一幅框架，再在框架上设置　设计，实施过程中发现在设计的问题主要体　大、裂缝过大等。主要操作是：施工人员需　边柱，这样就会使框架结构变成超静定结构，　现在Ｂ段当中。　要沿着悬挑梁的顶端开始，设置钢筋混凝土　这样也就会大大的提高建筑物的稳定性。　根据建筑的结构来看，第一层是地下室，　柱，可以使建筑的各个楼层的悬挑构件和钢　（２）为了改善悬挑结构转换部分的抗震　它的高度是４．５ｍ，从２楼到３楼之间的高度　筋混凝土柱连接成－－Ｎ框架，以此来消除由　能力，可以在结构的局部位置采用转换析架，　是４．２ｍ，从四层以上，楼字楼之间的高度则　于大悬挑结构给建筑带来的不利因素。　以此来加强转换部分的坑震性能。　是４．０ｍ。我们知道搞建筑的总高度达２８．６ｍ，　众所周知，悬挑结构是附着在建筑物上　（３）在结构计算过程中，应该采用多种　Ｂ段是属于第７层的框剪结构。从第４层开　的结构，因此它的受力情况是非常复杂的，　计算方法来对关键部位进行分析对比，并且在　始，建筑结构就存在着悬挑结构，它主要以　如果悬挑框架结构的一侧出现了失稳的情　其中采用不同的构件形式来进行分析对比。　４５度的方向一直延伸到屋面的，其最顶端与　况，那么就会造成建筑结构的中心偏离，特　５．结语　写悬挑根部的水平距离约为２０ｍ，在Ｂ段的　．另ＩＪ是建筑物的重心会因为悬挑长度的增加而　通过上述，我们通过案例主要分析了悬　局部位置，也就是从４～５层之间，施工人员　加大。与常见的比较规则的结构相比，悬挑　挑结构在建筑结构的应用，目前该结构的应　在其中安装了一个．３２ｍ的大跨度型钢混凝土　结构在设置过程中，工程师需要将这种偏心　用仍然存在很大的问题值得我们探讨，同时，　析架，以此来支撑建筑上部的重力，从而达　与重心考虑在其中，并且通过悬挑框架柱的　如果未来有类似的工程，我们需要对于工程　到建筑对大跨度空间的要求。　传力作用，将力传到整个建筑结构之上，以　结构的动、静力，抗震能力等进行深入研究，　２．结构方案的确定　保证建筑结构的稳定。　不断积累经验，并记录下来，以便于施工。　我们从该工程的竖向结构来看，其中第　经计算分析，悬挑框架产生的倾覆弯矩　参考文献：　’　一层是一个大底盘，来支撑上面楼层的重力，　对主体结构的影响：①它将会使主体结构与　【１】《建筑结构静力计算手册》（第二版）　从第二层开始，建筑两侧舍友悬挑结构，并　悬挑框架结构相邻的近端柱竖向压力增大，　［Ｍ］北京中国建筑工业出版社，１９９８年　逐渐加大，由于建筑的竖向不连续，所以其　远端柱的压力减小，从本工程计算结果得出　［２《多层及高层建筑结构空间有限分析　２］刚度受力并不均匀，很容易造成建筑竖向高　远端的个别顶层柱出现了受拉的情况，由于　与设计软件——ＳＡ］ｗＥ用户手册及技术条　度变化，此时，悬挑结构也会随之造成非常　混凝土的受拉性能较差，对此类柱我们采用　件》（２００５版）北京中国建筑科学研究院　大的倾覆弯矩，这样就会很不利于建筑的抗　了芯柱及按拉弯构件验算；②而近端柱在悬　ＰＫＰＭＣＡＤ工程部