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1、懸挑結構是建筑師的常用手法，草草幾筆就勾勒出了輕盈且獨特的建筑輪廓后，帶給苦逼結構攻城師將是無限的挑戰與惆悵，各種復雜分析計算來回包絡設計，每一個環節都不敢掉以輕心……話不多說，先來領略一下建筑大師們讓人目瞪口呆的杰作吧……
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01
不同結構類型的工程實例
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1、韓國釜山電影中心（Busan Cinema Center）
其是韓國釜山國際電影節開幕式和閉幕式專用場地，地址位于釜山云臺山泉市。至2013年7月，它被吉尼斯世界紀錄評為最大懸臂屋頂（懸挑85米）。該建筑中心是由奧地利建筑設計事務所庫柏·西梅布芬事務所設計，并由韓進重工建造。
最初的抽
2、象化結構模型中，兩個支點被定義為剛接節點，承托巨型的屋頂，而事實上，這兩個支點共同組成了一個巨大的建構，同時它們的支撐方式也是彈性的。為了減少形變，在另外一段增加了一個受拉的桿件，使整個屋頂的形變減少了15%。雖然建筑方案中原本沒有這個桿件，但由于它能起到這么大的作用，而且本身也比較纖細，不會對建成效果造成太大影響，因而得以后期采用。
原始模型簡圖
后期深化模型簡圖
2、意大利佛羅倫薩運動場大看臺
鋼筋混凝土梁板結構，雨蓬挑梁伸出17m。
3、成都體育場看臺挑棚
挑梁為塊體拼裝后張部分預應力混凝土結構，采用工字型截面，設16處雙柱雙梁變形縫，共布置104榀雙向對稱現澆鋼
3、筋混凝土看臺框架及塊體拼裝懸挑雨棚結構。
4、上海世博會中國國家館
其設計采用鋼－混凝土組合結構，結構總高度68m；筒體間樓蓋向上逐層挑出，呈四棱臺斗冠狀；四個筒體外側標高33.3m位，共挑出截面為800mm×1500mm的方鋼管混凝土斜撐20根，作為標高38.7m~60.3m處樓蓋體系的豎向支承，形成建筑的倒梯形造型，屋面懸挑部分施加有水平預應力。
欣賞完四種懸挑結構形勢，作為做慣了常規設計的攻城師們是不是倒吸了一口涼氣……抽根煙淡定一下，大部分結構師是不會接觸到這么復雜的項目，下面我們來看看常規懸挑結構設計需要注意的事項。
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02
常規懸挑結構設計注意事項
4、?
懸挑結構常規做法如建筑工程中的雨篷、挑檐、外陽臺、挑廊等，這種結構是從主體結構懸挑出梁或板，形成懸臂結構，其本質上仍是梁板結構。懸臂梁懸臂端無支承構件，視野開闊,空間布置靈活。其缺點是在結構的固定端有較大的傾覆力矩。設計時除了考慮結構的強度和變形外,還要注意結構的抗傾覆穩定性。
1、懸挑結構的簡化計算
一般民用建筑輕挑板根部為跨度的1/10,一般經驗挑板尺寸不宜超過1.5米，但小編剛剛畢業時見老工程師做過懸挑2米的板，根部200mm厚，裂縫驗算通過，至今無安全問題。懸挑梁的跨高比一般為1/6。懸挑結構的簡化計算簡圖如下圖：
下面列出常規民用荷載下不同挑板長度下的板厚、配
5、筋經驗圖表
表1
懸挑結構不必過于追求經濟，因為其不是幾次超靜定結構，安全儲備應該比常規構件大些，一般需要乘以一個增大系數。
2、懸挑梁板的構造
? （1）懸挑板
挑板的厚度確定之后，與其相鄰的作為支座的板厚，應盡量與之接近，不宜厚度小很多，否則相鄰處要構造加腋以平衡內外負彎矩，同時也避免了挑板支座處梁受扭或者剪力墻面外受的彎矩。此外挑板的下部雖然正彎矩零，可以按照最小配筋率來配，但對于大挑板下部應該配置足夠的受壓鋼筋，以減少因板徐變而產生的附加的撓度，有專家建議下部鋼筋為上部受拉鋼筋的1/3~1/2，而且間距150m左右（間距密些為了防止混凝土開裂）。
（2）懸挑梁
朱總認
6、為一般情況下，懸挑梁以承受豎向荷載為主，可考慮不按照框架梁的要求，當懸臂梁根部梁頂筋比較多時，可適當增加梁底構造鋼筋（受壓鋼筋），以提高梁的承載力并改善挑梁根部的延性；而北京市建筑設計研究院副總工程師則認為挑梁下部受壓鋼筋應配置1/2的上部鋼筋面積，以減少因徐變而產生的挑梁的附加彎矩。
圖2.1
圖2.2
《混凝土規范》第9.2.4條規定懸臂梁的頂部鋼筋不應再梁的上表面截斷，而應下彎，角筋以外的其他鋼筋應在梁底邊錨固。如圖2.1，但規范這種做法施工復雜，當懸臂梁頂面鋼筋較多時，這種矛盾更為凸現，目前多數施工中都會采用分離式配筋如下圖2.2。一般變截面端跨配筋示意圖如下2.3。
7、
圖2.3
3、其他特殊懸挑構造
（1）相交懸挑梁
在建筑的角部，經常會出現如圖2.4（a）（b）所示相交伸出的梁，兩根相互伸出的邊梁在角部交叉（假設伸出長度L1小于等于L2在角部交叉）。角部邊梁按剛度大小分擔荷載，在樓層角部邊梁截面尺寸一般相同。當兩方向伸出長度L1與L2相等時，兩根梁的線剛度相等，則兩根邊梁平分板上傳來的荷載，此時為雙向懸挑梁關系; 當兩方向伸出長度L1與L2不等時，則L1方向的梁相當于主( 框架) 梁，L2方向的梁相當于次( 框架) 梁，此時為主次梁關系。當兩個方向長度相差不是很大的情況下，長跨的梁仍有懸挑受力的成份，此時需要通過計算復核是否為雙向懸挑關系。
在
8、實際設計過程中，有工程師在進行梁配筋時，往往認為此結構均為雙向懸挑梁，從而將圖2.4中相互伸出梁均按懸挑構件編號，此時的梁在實際受力時存在較大安全隱患。若編號為懸挑構件，則在兩根梁的相交角點處，兩邊梁的鋼筋均按圖2.3 中懸挑梁端部進行構造，而此構造上部和下部鋼筋均是按彎矩為0的考慮，因而不能承擔彎矩。而實際計算時，在兩根梁相交的角部往往存在彎矩和剪力，故此處存在安全隱患。建議在設計相交伸出梁時，將L1方向的梁編號為懸挑梁，L2方向的梁編號為框架梁。同時，根據結構雙向伸出梁的受力特點，當結構為雙向懸挑梁時，在配筋時可有意加強L1與L2方向梁的底筋; 當結構為主次梁時，在配筋時可有意加強L2方向
9、的梁面筋。
圖2.4 相交伸出梁
（2）單柱雙側懸挑
在屋頂構架、雨篷等結構設計過程中，經常會碰到如圖2.5 所示單柱雙側懸挑結構。此種結構在配置鋼筋時應按受力要求，兩邊分別編號為純懸挑梁 XL，或者繪制專門的配筋詳圖。此時每邊的懸挑構件縱筋均按照純懸挑構件要求分別錨入柱子中。很多工程師在結構設計此類結構過程中，直接將此結構編號成 KL( 1B) ，往往造成在結構施工過程中，梁柱節點部位均按照國標圖集 16G101-1 中的頂層中間節點的面筋及底筋連續通過柱截面，造成不能將懸挑梁的根部彎矩傳到柱中的情況，從而影響結構安全。
圖2.5 單柱雙側懸挑構件
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03
10、
懸挑構件工程施工問題呈現
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案例1：某體育場中斜向懸挑大梁箍筋配置有誤，如圖3.1
圖3.1
原因分析：由于懸挑大梁是斜向上的，與柱不是正交，因此按照圖3.1所示的箍筋配置，則會出現支座附近梁的上下部箍筋間距不均勻，且梁的下部箍筋間距很大，不滿足規范要求，或在梁的上部箍筋間距很密甚至是擺放不下，施工困難的情況。
改進措施：將箍筋垂直地面配置于梁中，此時可保中箍筋間距均勻，滿足規范要求；斜度較大時，可保證梁上部箍筋間距滿足規范要求的情況下在梁的下部適當增加箍筋，箍筋應當做成封閉箍，箍筋四角應鉤住梁的縱向受力鋼筋和腰筋，此箍筋間距應滿足規范要求，如下圖3.2
圖3.
11、2
案例2：某項目通道口上方混凝土雨篷整體塌落。經專家調閱設計圖紙和現場踏勘調查，雨篷塌落主要原因是：雨篷設計做法為與陽臺一起現澆，實際施工為后澆筑，且未經設計認可；鋼筋連接改用植筋方式，且鋼筋排數、位置、間距均與設計不符；植筋錨固深度不符合規范要求；雨篷面層做法與設計不符，荷載超過設計要求；新舊混凝土交界面未做鑿毛處理。
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04
總結
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在建筑結構設計過程中，鋼筋混凝土懸挑梁、懸挑板等懸挑構件是最常用的構件類型之一。現行結構設計規范對鋼筋混凝土懸挑構件沒有特別明確的規定，以致在實際工程設計中常會出現各類問題，諸如構造配筋不足，結構安全無法保證；有些構造配筋
12、過于保守，造成結構施工困難，更造成不必要的浪費等。
（一）對于懸挑構件我們更應該從以下方面來把控：
1、懸挑部位應采取降低結構自重的措施；
2、懸挑部位結構宜采用冗余度較高的結構形式；
3、結構內力和位移計算中，懸挑部位的樓層宜考慮樓板平面內的變形；
4、7度或8度抗震設計時，懸挑結構應考慮豎向地震的影響；
5、抗震設計時，懸挑結構的關鍵構件以及與之相鄰的主體結構關鍵構件的抗震等級宜提高一級；
6、在預估的罕遇地震作用下，懸挑結構關鍵構件的承載力應符合不屈服的要求。
（二）對于懸挑構件常出現的工程問題總結如下：
1、抗傾覆能力不足
2、模版支撐方案不當
3、主筋放置不當(錯位、變形)
4、施工超載
5、拆模過早
參考文獻：
1、朱炳寅，建筑結構設計問答及分析（第三版）[M]，中國建筑工業出版社社.
2、混凝土結構設計規范（2015年版）：GB50010- 2010[S]，中國建筑工業出版社.
3、高層建筑混凝土結構技術規程：JGJ3-2010[S]，中國建筑工業出版社.
4、劉錚，建筑結構設計快速入門（第二版）[M]，中國電力出版社
5、百度文獻
6、張志剛，鋼筋混凝土懸挑構件設計中的若干構造分析[J]? ?建筑結構，2018，48（增刊），580-590.
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