悬挑梁上部筋为何要在端部向下弯折?

悬臂梁是结构设计中常见的构件，是一端固定另一端自由的静定结构，能够承受位于自由端或其上方的荷载。

在悬臂梁的结构设计和施工中，合适的配筋构造是确保其承载能力和使用寿命的关键因素之一。正确的配筋可以提高梁的抗弯、抗剪能力，特别是在梁的固定端和受力较大的区域。

图1 悬臂梁 均布荷载q 作用下弯矩及剪力图

图2 悬臂梁 集中荷载F 作用下弯矩及剪力图

悬臂梁结构设计中的配筋需要考虑以下几个方面：

1） 纵向受力钢筋：

  悬臂梁需要配置足量的上部纵向受力钢筋以抵抗悬臂端的拉力。这些钢筋应从梁的固定端一直延伸到自由端。

 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第9.2.4条“在钢筋混凝土悬臂梁中，应有不少于2根上部钢筋伸至悬臂梁外端，并向下弯折不小于12d，其余钢筋不应在梁的上部截断，而应按本规范第9.2.8条规定的 弯起点位置向下弯折，并按本规范第 9.2.7条的规定在梁的下边锚固。”

图3 图集 《23G101-11》 悬臂梁端配筋构造之一

由图1、图2悬臂梁弯矩及剪力图可以看出， 悬臂梁固定端弯矩最大，自由端附近弯矩基本为零；当端部有集中荷载时，固定端及自由端的剪力均较大 。

所以，从受力上讲，悬臂梁在自由端附近是不必配置与固定端相同面积的上部纵向受拉钢筋的。 因此，结构设计中规定在自由端附近可以将部分上部纵筋向下弯折至梁底（如图3、图4中所示），作为抗剪钢筋用。

本文标题也便有了答案。

图4  图集 《23G101-11》 悬臂梁上下纵筋做法

2） 钢筋锚固和弯折：

 钢筋在梁的固定端应有足够的锚固长度或设有弯钩，以确保钢筋与混凝土有良好的粘结力，避免钢筋滑移。      

图5 悬臂梁上下纵筋锚固及弯折要求

3） 箍筋或横向配筋：

在梁的整个长度上均需布置箍筋，以提供足够的抗剪承载力。在固定端和自由端附近的区域，由于剪力均较大， 结构设计中要求沿梁全长箍筋加密配置，以增强其抗剪能力。

4） 构造钢筋：

为了确保施工安全和使用寿命，还需按设计要求布置构造钢筋，特别是在梁的支撑点和集中荷载作用区。 如 端部集中荷载处应增设附加箍筋、屋面悬臂梁纵筋锚固区应增设U形插筋等 。

 

图6 悬臂梁需增置箍筋的情况

5）  规范要求及人为加强：

悬臂梁作为静定结构不同与其他框架梁，通过软件计算出的配筋，除了要满足力学分析及规范要求外， 通常会人为的将上部纵向受力筋放大1.5~2.0倍 ，主要是考虑其力学体系中无冗余结构，一旦上部筋失效，结构将发生严重破坏而变成机构。

最后，需要提醒的是： 悬臂构件在设防烈度7度（0.15g）及以上时，对于悬挑长度大于2.0m的悬臂梁，应进行竖向地震作用计算分析 。      

来源：行走的苏格拉底