关盆词 悬挑； 抗倾搜 ； 外包钢； 改性混凝土
下
１ 前言 施工乃至加固领域中， 建筑物设计、 经常可遇到悬挑梁结构。因为悬挑梁在整个结构体系 中的受力的特殊性， 所以一旦出现质量问题， 将对整幢建筑物构成极大的安全隐患。 悬挑结构常常处于室外， 面对雨水、 二氧 化碳等的直接侵蚀， 且因为用户的使用原因， 荷载也存 在一定的不确定性， 所以一旦出现裂缝， 将极有可能进一步扩大， 严重的将危及建筑物的安全。 悬挑结构设计受力的合理性、 设计安全储备的控制、 施工质量的把握、 对有质量问题的悬 挑梁加固的可行性和针对性都很重要， 本文将对上述问题进行深人分析与探讨．
工程结构鉴定与加固改造
悬挑梁的设计要点与相关质量事故的处理对策
肖志刚． ， 谢续其
（ 湖南大兴加固改造工程有限公司， 长沙 ４ １ ０ ０ ０ ７ ）
提 要 悬挑结构产生裂缝和变形过大的原因， 可分为设计、 施工质ｔ和使用环垅的问题， 本文针对工程 中的质量事故作出了统计分析和总结， 并提出了处理对策．
圈 ２ 外包混凝 土加 固详 图
５ 结束语 （ １ ） 由于悬挑梁在结构中的重要性以及工作状况的复杂性， 因此要求设计必须规范合理，
且应注意保证结构具有足够的安全度。施工时也应严格按标准执行 ， 确保达到设计的要求。 （ ２ ） 上述加固方法对悬挑构件进行补强加固， 在结构计算中明显反映为二次受力状态， 不
肖志刚（ （ １ ９ ７ ８ － －） ， 男， 大学 ， 工程师．
悬挑 梁 的设 计 要 点 与相 关质 ｒ事 故 的处 理 对 策
围护墙的集中荷载， 但设计时却可能未作考虑， 因此容易忽视这个问题， 从而造成质量事故。 工程上很多悬挑梁质量问题往往就出现在剪力不够这个问题上， 而箍筋和弯起钢筋的配置是
４ ． １ ． ２ ． ３ 斜截面受剪承载力加固 Ｖ ＿ ＜ Ｖ ａ ＋２ ｆ ． ， Ａ ， Ｌ ｝ ／ Ｓ （ ４ ） Ａ ， ， ＿ 为单肢箍板截面面积； Ｖ 。 为原构件斜截面受剪承载力设计值； Ｌ 。 为单肢箍板的梁侧混凝 土的粘结长度； Ｓ为箍板轴线间距。 ４ ． ２ 外包改性混凝土加固 ４ ． ２ ． １ 外 包混凝土加 固的形式与特点 当悬挑梁承载力相差较大， 刚度也不满足要求时， 采用外包混凝土加大截面法加固比较有
Ｇ ＭＡ ） ， 此种混凝土具有高流动性、 高强、 新老混凝土面结合良好、 可自流密实免振捣等特性。而在 悬挑梁加固中， 因为加大的截面尺寸有限， 施工空间狭小， 因此， 对混凝土要求的正是上述性能。 在浇筑改性混凝土前， 应对原构件混凝土存在的缺陷清理至密实部位， 并将表面凿毛（ 凿 成小槽） ， 沟槽深度不宜小于 ６ ｍｍ， 间距不宜大于箍筋间距。被包的混凝土棱角应打掉， 同时 应除去浮碴、 尘土， 原有混凝土表面应冲洗干净； 浇注混凝土前， 对凿出的原有钢筋及新加钢筋
否符合要求便成为关键。
３ 施工中的问题
关于施工中的问题， 主要分为两个方面： ３ ． １ 钢筋布里不当
因为现场工人操作时容易将悬挑梁的负钢筋踩踏下去， 造成梁板计算控制截面的有效高 度ｈ ｏ 减小； 此外， 还有钢筋位置配反的情况， 此种情况更加危险， 拆模时就可能坍塌．
几ｂ ｒ 一儿Ａ ， ＋。 ・ ９ 人Ａ ， ．
Ｍ． ＝ ｆ， ｂ ｘ （ ｈ ｏ ， 一ｘ ／ ２ ）
： ： ：
（ ７ ）
式（ １ ） 可改写成
Ｍ
ａ ， ＝ｆ 瓜ｏ ，
由ａ ， 查表得 ｒ ， ， 从而得 Ｍ 一几Ａ ， ｒ ， ｈ ｏ
ｆ ， 为 混 凝土 弯曲 抗 压 强 度设 计 值； 人为 梁中 原钢 筋的 抗 拉 强 度； 九 ， 为 增 补 钢 筋的 抗 拉 强 度； Ａ － Ａ ｓ 分别为梁中 原钢筋及增补钢筋或型钢的 截面面 积。
２ ０ １ ８， ｝
１ ６ ２ ０ ５ ５ １ １ ２ ０ １ １ ２ ０ Ｉ ５ ５
｝ １ － １
４ ． ３ 其他加固方法 如外包碳纤维加固， 碳纤维加固技术是最近兴起的建筑领域中的新技术， 此前在日 本和美 国较为流行， 现在我国也取得了长足的发展。碳纤维加固方法与外包钢类似， 它比外包钢更加 简便， 且易于运送， 外界条件对其几乎无腐蚀作用。不过从经济角度来说， 它比外包钢成本略 高一些， 此外， 碳纤维在施工操作时对人体也有一定损害。 此外， 还有预应力加固法、 挖补加固法等， 都是经过实践且证明可行的方法， 工程中应根据 自身结构的特点来选择最适合的方法进行加固处理， 以达到最理想、 最经济的效果。
因此， 在计算外悬挑长 度ｌ 。 时， 应该是： ｌ ｏ ＝１ ＋０ ． ３ ｈ ｂ ａ
但有些设计却直接采用 ｔ ｏ ＝１ ， 这样设计控制弯矩将严重偏小。 ２ ． ３ 抗剪设计的失误 《 规范》 规定， 悬臂梁长度大于 １ ． ５ ｍ时， 必须设置一排弯起钢筋用以抗剪， 如梁端遇有集 中荷载时， 则须配两排弯起筋。而现实中挑梁端部常因用户的需要而在梁端设有 ２ ４ ０ ｍ ｍ厚
下规定〔 见《 砌体结构设计规范》 （ Ｇ Ｂ Ｊ ３ －８ ８ ） ］ 。应严格执行： ①当ｌ １ ）２ ． ２ ｈ 、 时， ｘ ｏ 可近似取 ｘ ｏ ＝０ ． ３ ｈ ｂ ， 且不大于 。 ． １ ３ １ １ ； ②当 １ １ Ｇ２ ． ２ ｈ 、 时， ｘ 。 一０ ． １ ３ ｈ ， ． 式中１ １ 为挑梁埋人砌体的长度（ ｍ ｍ ） ； ｘ 。 为计算倾覆点到墙外边缘的距离（ ｍ ｍ ） ； ｈ 、 为 挑梁的截面高度（ ｍ ｍ） ，
是新旧结构简单地叠加受力， 受力分布也不均匀， 因此不可简单地做叠加计算。 （ ３ ） 在工程检测中， 发现原结构承载力达到一定程度后， 加固结构才开始受力。为了使加
固后的构件更加安全 ， 应适当加大设计的安全度。
３ ． ２ 混凝土强度不够及尺寸不足
这种情况亦是工程中易发生的问题。强度的不足意味着受压区面积增大而受拉主筋 ｈ ｏ 减小， 主筋拉应力增大， 拆模后会有较大变形及裂缝产生， 从而形成日 后隐患。 ３ ． ３ 其他原因 在施工过程中钢筋的少配或误配， 材料使用不当或失误（ 例如随意用光圆钢筋代替变形钢 筋、 使用劣质水泥、 未经设计或验算随便套用其他混凝土配合比等） ， 都将影响构件的质量。
４ 对质ｆ问题的处理方法
对于存在质量问题的悬挑梁， 其加固方法有很多种， 下面对工程中行之有效的几种方法加 以探讨与分析。 ４ ． １ 粘钢加固法
４ ． １ ． １ 粘胡加 固的特点
粘钢法即采用环氧树脂建筑结构胶对原挑梁进行体外配筋， 即外粘钢加固。此种方法是 近年来发展起来的一项新兴技术， 特点是针对性较强， 且现场施工简单， 对原结构的损伤和扰 动很小， 几乎不增加原结构体积， 如图 １ 所示。 缺点是粘贴钢板的应力滞后现象。由于悬臂梁加固一般是在不卸载的情况下进行施工 的， 原梁中的钢筋已有一定的应力存在， 而所枯贴的钢板仅在后加荷载作用下才产生应力。
４ ． ２ ． ３ 混 凝 土施 工 工 艺
外包改性混凝上加固方法与其他一般的加固方法比较， 施工质量易于保证， 加固后新旧结构共
卜
０ ． ９ 九 ， ｒ ， ｈ ｏ
悬 挑 梁 的 设 计 要 点 与相 关质 ｔ 事 故 的处 理 对 策
同受力比 较良 好。由于该法是采用改性混凝土， 即混凝土内掺特殊掺合料（ 比如湖南大学生产的
应采取除锈处理； 在受力钢筋施焊前应尽量对悬挑梁适当卸荷（ 如支撑等） ； 焊接应分段分区进 行， 尽量减少焊接热量对钢筋的影响。最后 ， 原混凝土表面应以水泥浆等界面剂进行处理。 只有按上述步骤进行， 才可使新老混凝土结合良好并且协同工作（ 如图 ２ 所示） 。
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效。加固设计时， 可根据原构件的受力性质、 构造特点和现场条件， 选用三面加厚、 两面加厚或 单面加厚等构造形式。 补浇的混凝土处在受拉区， 它对补加的钢筋起到粘结和保护作用； 补浇的混凝土处在受压 区时， 增加了构件的有效高度， 从而提高了构件的抗弯、 抗剪承载力， 增加了构件的刚度， 加固 效果很明显， 图２ 就是采用三面加固的方式。 ４ ． ２ ． ２ 加固计茸方法 由于加固构件实际为叠合构件， 主要表现在混凝土应变滞后． 钢筋应力超前。 根据分析， 增补钢筋的应力滞后于梁内原钢筋应力， 因此对增补筋的抗拉强度设计值乘以 ０ ． ９ 的折减系数。即
顶部钢板弥补原梁负筋的不足
图 １ 粘钢加固详图
工程结构鉴定与加 固改造
４ ． １ ． ２ 粘钥加固的计葬 ４ ． １ ． ２ ． １ 承载力计算
Hale Waihona Puke 几 ｂ ｒ＝九Ａ ， ＋几 ， Ａ ， －九＇ Ａ ， ＇ （ １ ） Ｍ ｝ ！ｆ ｍ ｂ ｘ （ ｈ ｏ ， 一ｘ ／ ２ ） ＋ ｆ ＞ ＇ Ａ ， ＇ （ ｈ ｏ ， 一ａ ， ＇ ） （ ２ ） ｆ ． ， 为加固钢板抗拉强度设计值； Ａ ． 为加固钢板截面面积； Ａ 几 分别为原梁纵向受拉钢筋的 截面面积和抗拉强度设计值； 几‘ ， Ａ ， ‘ 分别为原梁纵向受压钢筋的截面面积和抗拉强度设计
值； ａ ： ’ 为原梁纵向受压钢筋的保护层厚度。
４ ． １ ． ２ ． ２ 锚固粘结长度计算 锚固粘结长度 Ｌ ； 是指原梁在不需要加固的截面以外粘贴钢板延伸长度。 Ｌ ， ＿２ ＞ ｆ ． ， ｔ ． ／ ｆ． （ ３ ） ｔ ： 为受拉加固钢板厚度； ｆ 为被粘混凝土抗剪强度的设计值。 若钢板粘结长度无法满足式（ （ ３ ） 的要求时， 可在钢板的端部锚固区粘结 Ｕ形箍板， 也可以 钢板端锚固区增设膨胀螺栓的办法加强锚固。
２ 设计 中的 问题 ２ ． １ 荷载的取值
按建筑结构荷载规范（ Ｇ Ｂ Ｊ ９ －８ ７ ） 规定 ， 应取活荷载标准值 ２ ， ５ －３ ． ５ ｋ Ｎ ／ ｍ ＇ ， 而有的取 １ ． ＡＮ ／ ｍ ＇ ， 从而造成严重的设计隐患。 ２ ． ２ 设计计算失误 砌体结构中对钢筋混凝土挑梁的抗倾覆验算 中， 挑梁计算倾覆点于墙外边缘的距离有如