挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的問題探討

霍建剛　趙炳藺

摘要：由于挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)力，同時(shí)還可以避免在一定立面上設(shè)置豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件，因此，廣泛運(yùn)用于各種類型建(構(gòu))筑物中，對(duì)現(xiàn)代建筑的藝術(shù)造型產(chǎn)生了巨大的影響，利用挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件成為滿足現(xiàn)代建筑造型的主要手段之一。文章著重論述了挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計(jì)和施工中的常見問題，并針對(duì)挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件容易出現(xiàn)的問題，提出了較好的解決方法及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件；設(shè)計(jì)；施工；圖集；模板

中圖分類號(hào)：TU378

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-2374(2009)17-0176-02

由于挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)力，同時(shí)還可以避免在一定立面上設(shè)置豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件，因此，廣泛運(yùn)用于各種類型建(構(gòu))筑物中。建(構(gòu))筑物的許多部位，如樓梯、陽臺(tái)、轉(zhuǎn)角窗、雨篷、外挑廊、挑檐等，對(duì)現(xiàn)代建筑的藝術(shù)造型產(chǎn)生了巨大的影響，利用挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件成為滿足現(xiàn)代建筑造型的主要手段之一。

挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件與—般粱板構(gòu)件不同，它一端挑出結(jié)構(gòu)立面以外，另一端則靠上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自身重量壓住，保證它受到荷載后不至于翻轉(zhuǎn)。由于這種受力特點(diǎn)，所以使用這種結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須十分謹(jǐn)慎，它的損壞往往是突然性的，一旦出現(xiàn)質(zhì)量事故，就要危及構(gòu)件本身及相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用安全?！銇碚f容易出現(xiàn)以下的質(zhì)量問題：雨篷下垂、雨篷挑梁根部裂縫、陽臺(tái)下垂、陽臺(tái)根部裂縫、外挑廊下垂、外挑廊根部裂縫等。根據(jù)對(duì)這些工程事故的調(diào)查分析，其原因有設(shè)計(jì)考慮不周或錯(cuò)誤問題，也有施工質(zhì)量問題。

從型式方面來分析，挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以分為挑板式和挑梁式兩種。挑板式構(gòu)件多數(shù)用在承受荷載不大且以面荷載為主的結(jié)構(gòu)中，挑出長(zhǎng)度不大，挑出寬度一般是挑出長(zhǎng)度的2.5～3倍之上。挑梁式構(gòu)件多數(shù)用在承受荷載較大且以線荷載或點(diǎn)荷載為主的結(jié)構(gòu)中，且挑出長(zhǎng)度相對(duì)于挑板式構(gòu)件來說較大。

一、設(shè)計(jì)中的常見問題

(一)圖集選用不當(dāng)

由于挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)用廣泛，所以挑出構(gòu)件的圖集較為齊全，基本上所有的挑出構(gòu)件在相應(yīng)圖集中都能找到，所以很多人就經(jīng)常直接套用圖集而減免掉構(gòu)件的計(jì)算及圖形的繪制，但是圖集是針對(duì)一般情況的，如果設(shè)計(jì)為了滿足建筑等其它因素的需要，如雨篷挑出的端部上部較高，其自重引起的彎矩就較大，而斷面配筋如果不做加強(qiáng)調(diào)整，就有可能出現(xiàn)根部斷裂從而該構(gòu)件出現(xiàn)破壞。

(二)挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件外端部下垂太大

如果在計(jì)算時(shí)將根部的厚度按常用板的跨度L/12(L為外挑長(zhǎng)度)取挑出構(gòu)件的厚度，在荷載相對(duì)較大的情況下就容易出現(xiàn)跨高比不能滿足要求，如果在設(shè)計(jì)時(shí)也只做了強(qiáng)度計(jì)算，未做撓度驗(yàn)算，使用后才發(fā)現(xiàn)撓度偏大，導(dǎo)致局部產(chǎn)生裂縫，影響整個(gè)構(gòu)件的使用性能。

(三)挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定安全性不夠

這種現(xiàn)象一般來說容易出現(xiàn)在挑梁型構(gòu)件中，主要是由抗扭的強(qiáng)度不夠引起，抗扭箍筋沒有按規(guī)定加強(qiáng)且也沒有按規(guī)定搭接；其次因?yàn)樘袅簺]有平衡，抗傾覆所需的荷重太小不能抵抗相應(yīng)挑出構(gòu)件的彎矩，且與主要受力結(jié)構(gòu)連接不可靠；再次挑出構(gòu)件的上部負(fù)筋錨固長(zhǎng)度不滿足要求從而導(dǎo)致該鋼筋被拔出導(dǎo)致根部斷裂；如果需要挑出的長(zhǎng)度太大也可能導(dǎo)致構(gòu)件厚度太大，自重增加也會(huì)帶來很多的不安全性。

二、挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件在施工過程中的問題

(一)挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面實(shí)際高度小于設(shè)計(jì)尺寸

構(gòu)件的截面高度是影響結(jié)構(gòu)承載力的主要因素之一，特別是挑出板型式的構(gòu)件，其本身的截面高度本來就不大，如果混凝土澆注時(shí)厚度控制再不嚴(yán)格，就極易出現(xiàn)截面高度不夠的問題，從而造成構(gòu)件承載力的大幅下降，拆除模板支撐后或者遇到上部荷載較大的情況下就可能斷裂，因此在支模的過程中，一定要嚴(yán)格檢查截面尺寸及底部模板的標(biāo)高，澆注時(shí)嚴(yán)格控制截面厚度，從而確保截面尺寸滿足設(shè)計(jì)的要求。

(二)挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主筋發(fā)生移位

這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在挑板式構(gòu)件中，挑出構(gòu)件的受力與一般構(gòu)件的受力是不同的，主筋都是配在構(gòu)件的上部，如果施工人員不細(xì)看圖紙將主筋錯(cuò)放于板的下部，就會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件喪失其應(yīng)有的承載力。或者雖然將主筋放在了構(gòu)件的上部，但在混凝土澆注時(shí)保護(hù)不夠，踩踏過重從而向下變形過大，也會(huì)造成構(gòu)件的承載力大幅降低，拆除模板支撐后或者遇到上部荷載較大的情況下就會(huì)從根部斷裂，因此一定要加強(qiáng)對(duì)操作工人的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，加強(qiáng)對(duì)圖紙的充分認(rèn)識(shí)，做好技術(shù)交底工作，鋼筋綁扎時(shí)采用合適的工序流程，盡量避免不同工種之間的交叉作業(yè)影響，一般來說是鋼筋工先綁扎下部鋼筋，然后電氣、通訊、水暖等工種進(jìn)場(chǎng)，最后鋼筋工再進(jìn)場(chǎng)綁扎上部主要的受力負(fù)筋，綁扎完畢后要注意保護(hù)，嚴(yán)禁無關(guān)人員到上部踩踏，混凝土澆注前也要認(rèn)真檢查主筋的位置，澆注過程中要安排專人旁站檢查，將被踩下的主筋抬起來，切實(shí)消滅事故的隱患。

(三)支撐模板方法不合適

挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件與其它結(jié)構(gòu)不一樣，端部一般不承受彎矩，根部則是承受負(fù)彎矩最大的部位，如果模板支撐方法不合適，澆注的混凝土在沒有達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前如果模板變形或沉降，根部混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫，影響構(gòu)件的承載力，一旦拆除模板就容易從根部斷裂坍塌，因此施工人員要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇合適的模板支撐方法，保證在施工過程中模板不變形，不沉降，從而保證該構(gòu)件的承載能力。

(四)混凝土沒有達(dá)到足夠強(qiáng)度就拆除模板

混凝土的強(qiáng)度是隨著時(shí)間的推移而緩慢增長(zhǎng)的，其增長(zhǎng)速度與環(huán)境溫度、濕度等各方面因素有著直接的關(guān)系，氣溫越高，強(qiáng)度增長(zhǎng)越快，反之則慢，濕度大也有利于混凝土的凝結(jié)強(qiáng)度，有時(shí)施工人員為了趕搶工期或加快模板的周轉(zhuǎn)，常常在混凝土還沒達(dá)到足夠強(qiáng)度時(shí)就提前拆模，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。在干燥的天氣里，施工人員不注意對(duì)混凝土的灑水養(yǎng)護(hù)，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，這樣也降低混凝土的強(qiáng)度，現(xiàn)行施工規(guī)范對(duì)拆模時(shí)混凝土必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。所以為了做到這一點(diǎn)，在澆筑混凝土?xí)r必須留置與現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件同等條件養(yǎng)護(hù)下的混凝土試塊，并由正規(guī)單位的試驗(yàn)室出具試驗(yàn)報(bào)告，符合規(guī)范要求方可拆模。從而保證拆除模板后混凝土具有足夠的承載強(qiáng)度。

(五)不嚴(yán)格按照施工程序進(jìn)行施工

有些施工單位特別是由一些小的不正規(guī)的工程施工隊(duì)進(jìn)行施工時(shí)，他們往往不按照施工的程序進(jìn)行施工，而是按照自己的想法或以往的習(xí)慣進(jìn)行盲目的施工，忽略施工程序，有時(shí)挑出結(jié)構(gòu)在拆模時(shí)，雖然混凝土的強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到規(guī)范要求的強(qiáng)度，但由于上部的抵抗傾覆所需的荷重沒能及時(shí)完成，從而也能造成倒塌事故。

(六)使用的材料不符合質(zhì)量要求

有些施工單位，特別對(duì)工程進(jìn)行分包次數(shù)比較多的工程，層層壓價(jià)導(dǎo)致施工隊(duì)沒有足夠的利潤(rùn)，他們往往就采用不合格的鋼筋、水泥代替，甚至采用無證水泥，或者水泥保管不善導(dǎo)致標(biāo)號(hào)降低，該用二級(jí)鋼筋的地方采用一級(jí)鋼筋代替，鋼筋的直徑減小，根數(shù)降低，保管不善鋼筋銹蝕嚴(yán)重，甚至也采用不合格的鋼筋。采用的石子、砂子粒徑配合比不滿足要求，含土量太大，這些都會(huì)嚴(yán)重影響鋼筋混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度。

三、在挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)該采取的措施

1、盡量減少挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的用量，減輕挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的上部及本身荷載，減小挑出長(zhǎng)度。不要作為主要的受力構(gòu)件使用，特別是不要承受動(dòng)力荷載。

2、設(shè)計(jì)中對(duì)抗傾覆嚴(yán)格驗(yàn)算，合理設(shè)置錨固筋的長(zhǎng)度，加強(qiáng)挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件根部與主體的連接強(qiáng)度并驗(yàn)算其抗扭能力。

3、嚴(yán)格接圖施工保證鋼筋的位置正確。重點(diǎn)是主筋不能移位過大，在澆注混凝土?xí)r，采取措施確保上部鋼筋不發(fā)生明顯移位。

4、加強(qiáng)對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)的重視及對(duì)模板的保護(hù)?；炷帘仨殗?yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，該灑水的時(shí)候要灑水，該覆蓋的時(shí)候就要及時(shí)覆蓋，其它構(gòu)件進(jìn)行施工時(shí)不要影響到該構(gòu)件的模板，必須保證模板的穩(wěn)定性，拆模時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格遵守施工規(guī)范及施工程序的規(guī)定控制，對(duì)于冬季施工更應(yīng)該注意按冬季施工規(guī)范要求進(jìn)行施工，上部施工時(shí)不得以挑出結(jié)構(gòu)構(gòu)件作為支撐，不得對(duì)已澆注的混凝土產(chǎn)生擾動(dòng)。

5、保證混凝土的質(zhì)量，堅(jiān)決杜絕不合格的產(chǎn)品，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工圖的要求進(jìn)行施工，不得以次充好，以小代大，為以后的安全留下隱患，堅(jiān)決確保構(gòu)件的質(zhì)量要求。

參考文獻(xiàn)

[1]趙增建_銅筋混凝土懸挑結(jié)構(gòu)事故原因分析及防治，化工建設(shè)工程，2003，25(4)

[2]羅文沖，傅剛斌，懸挑結(jié)構(gòu)與建筑造型，湖南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，27(5)

[3]砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50003-2001)S

[4]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002)

作者簡(jiǎn)介：霍建剛(1978～)，男，陜西富縣人，山東電力工程咨詢?cè)褐砉こ處?，研究方向：土木工程；趙炳藺(1980-)，男，吉林吉林人，中國(guó)城市建設(shè)研究院山東分院助理工程師，研究方向：土木工程。