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摘要 本文根据悬挑梁的受力特点，对某车站站房综合楼屋面装饰构件悬挑结构进行了优化设计，在满足原有建筑方案的前提下，减小了悬挑构件出挑长度，减小构件表面裂缝，提高结构耐久性，使结构设计合理、经济，而且具有足够的安全可靠度。
关键词 装饰结构悬挑梁优化设计 裂缝
Abstract：This paper, according to the cantilever beam of mechanical characteristics, a station to station building roof adornment component overhung structure, the optimization design, meets the original construction scheme under the premise of reducing the cantilever component piece carry length, reduces component surface crack, and improves the structure durability, making the reasonable structure design, economic, and with enough safety reliability.
Key Words: adornment cantilever, beam structure, optimization design, crack
中图分类号： TQ174 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
如图1、2所示，某车站站房工程，总高度为13.5米，屋面装饰结构为悬挑构件，悬挑长度为4.9米。地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，地震设防烈度为6度，地震加速度为0.05g，抗震设防类别为乙类，安全等级为二级，设计使用年限为50年。根据规范要去，取风荷载为0.35 KN/m2,地面粗糙度为B类；雪荷载为0 KN/m2。
为实现建筑功能要求，屋面处装饰结构可采用两种设计方案。第一方案：屋面装饰构件全部采用钢结构形式，具有重量轻，施工方便等优点，但同时结构造价较高，维护周期短，维护困难。第二种方案：采用钢筋混凝土结构。通过设置悬挑梁，满足建筑设计要求。经过综合对比之后，采用第二种设计方案。
图1站房建筑立面图
图2站房屋顶平面图
2设计中存在的问题
本工程屋面装饰构件，净出挑长度为4.9米，挑出长度较大，且位于室外屋顶处，面对雨水、二氧化碳等的直接侵蚀，一旦出现质量问题，将对整个建筑物构成极大的安全隐患。工程设计时，悬挑梁截面高度一般取梁计算高度的1/8~1/6，那么屋面装饰构件悬挑梁截面高度应为800mm，但是由于悬挑梁是有屋面连续梁延伸出挑而成，而屋面梁梁高为600mm，若按照上述尺寸设置悬挑梁，悬挑梁根部与屋框梁连接处无法形成有效支座，结构设计不合理。因材，設计时取悬挑梁截面高度为600mm。
经模型计算，截面高度600mm,悬挑长度为4.9米时，如图3所示，悬挑梁上部裂缝计算无法满足规范要求，且由于出挑长度大于4米，按施工规范要求，施工支模时，模板需起拱1/1000~3/1000，增加施工难度。
图3 优化设计前悬挑梁裂缝图
3优化设计
经过与建筑专业协商，在尽量降低对建筑立面效果影响的前提下将混凝土悬挑梁挑出长度由原来的4.9米，减少至3.0米，取消混凝土板，采用轻质维护结构，以减少作用与悬挑梁自由端处纵向梁上的荷重。悬挑梁之间设置水平拉梁，以增强装饰结构的整体稳定性，且方便装饰专业进行进一步深化设计。
如图4所示，经上述优化设计后，悬挑梁截面高度仍为600mm时，悬挑梁上部裂缝及挠度均满足规范要求，且降低了施工难度。
图4 优化设计后悬挑梁裂缝图
4结论
由于悬挑梁在结构中的重要性及工作状况的不确定性。工程设计时，应充分考虑工程使用中的各种不利因素，协商各个专业，在尽量满足原有使用要求的前提下，进行优化设计，确保建筑结构经济、合理且结构上具有足够的安全可靠度。
参考文献
[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010.中国建筑工业出版社
[2 ]《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版). 中国建筑工业出版社
[3]《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中国建筑工业出版社
[4] 焉永强，关于悬挑梁设计的几个问题[J]，中小企业管理与科技·学术版，2009(03)：184-184
作者：王海波，男，助理工程师。
单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词 装饰结构悬挑梁优化设计 裂缝
Abstract：This paper, according to the cantilever beam of mechanical characteristics, a station to station building roof adornment component overhung structure, the optimization design, meets the original construction scheme under the premise of reducing the cantilever component piece carry length, reduces component surface crack, and improves the structure durability, making the reasonable structure design, economic, and with enough safety reliability.
Key Words: adornment cantilever, beam structure, optimization design, crack
中图分类号： TQ174 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
如图1、2所示，某车站站房工程，总高度为13.5米，屋面装饰结构为悬挑构件，悬挑长度为4.9米。地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，地震设防烈度为6度，地震加速度为0.05g，抗震设防类别为乙类，安全等级为二级，设计使用年限为50年。根据规范要去，取风荷载为0.35 KN/m2,地面粗糙度为B类；雪荷载为0 KN/m2。
为实现建筑功能要求，屋面处装饰结构可采用两种设计方案。第一方案：屋面装饰构件全部采用钢结构形式，具有重量轻，施工方便等优点，但同时结构造价较高，维护周期短，维护困难。第二种方案：采用钢筋混凝土结构。通过设置悬挑梁，满足建筑设计要求。经过综合对比之后，采用第二种设计方案。
图1站房建筑立面图
图2站房屋顶平面图
2设计中存在的问题
本工程屋面装饰构件，净出挑长度为4.9米，挑出长度较大，且位于室外屋顶处，面对雨水、二氧化碳等的直接侵蚀，一旦出现质量问题，将对整个建筑物构成极大的安全隐患。工程设计时，悬挑梁截面高度一般取梁计算高度的1/8~1/6，那么屋面装饰构件悬挑梁截面高度应为800mm，但是由于悬挑梁是有屋面连续梁延伸出挑而成，而屋面梁梁高为600mm，若按照上述尺寸设置悬挑梁，悬挑梁根部与屋框梁连接处无法形成有效支座，结构设计不合理。因材，設计时取悬挑梁截面高度为600mm。
经模型计算，截面高度600mm,悬挑长度为4.9米时，如图3所示，悬挑梁上部裂缝计算无法满足规范要求，且由于出挑长度大于4米，按施工规范要求，施工支模时，模板需起拱1/1000~3/1000，增加施工难度。
图3 优化设计前悬挑梁裂缝图
3优化设计
经过与建筑专业协商，在尽量降低对建筑立面效果影响的前提下将混凝土悬挑梁挑出长度由原来的4.9米，减少至3.0米，取消混凝土板，采用轻质维护结构，以减少作用与悬挑梁自由端处纵向梁上的荷重。悬挑梁之间设置水平拉梁，以增强装饰结构的整体稳定性，且方便装饰专业进行进一步深化设计。
如图4所示，经上述优化设计后，悬挑梁截面高度仍为600mm时，悬挑梁上部裂缝及挠度均满足规范要求，且降低了施工难度。
图4 优化设计后悬挑梁裂缝图
4结论
由于悬挑梁在结构中的重要性及工作状况的不确定性。工程设计时，应充分考虑工程使用中的各种不利因素，协商各个专业，在尽量满足原有使用要求的前提下，进行优化设计，确保建筑结构经济、合理且结构上具有足够的安全可靠度。
参考文献
[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010.中国建筑工业出版社
[2 ]《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版). 中国建筑工业出版社
[3]《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中国建筑工业出版社
[4] 焉永强，关于悬挑梁设计的几个问题[J]，中小企业管理与科技·学术版，2009(03)：184-184
作者：王海波，男，助理工程师。
单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。