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井字梁结构设计中要点分析


井字梁结构设计中的要点分析 【摘 要】井字梁结构是一种空间受力体系,在工业与民用建筑 中有着较为广泛的应用,这种结构为交叉梁系,受力合理,能够满 足大柱网、大跨度的设计要求。同时,这种结构形式能给人一种美 观、舒适的感觉,较容易满足建筑装修和装饰的要求。下面本文对 井字梁的结构设计进行了要点分析。 【关键词】井字梁;结构设计;截面 一、前言 井字梁是由同一平面内相互正交或斜交的梁所组成的结构构件, 井字梁是不分主次、高度相当、同位相交、呈井字型布置的梁。一 般用在单跨较大的正方形楼、屋面板或者长宽比小于 1.5 的矩形 楼、屋面板中。当楼、屋面板单跨跨度较大时,板厚相应也随之变 大。但是,由于板厚的增加导致自重加大,而板下部受拉区域的混 凝土往往被拉裂不能参与工作,因此,在双向板的跨度较大时,为 了减轻板的自重,我们可以把板下部受拉区的混凝土挖掉一部分, 让受拉钢筋适当集中在几条线上,使钢筋与混凝土更加经济、合理 地共同工作。这样双向板就变成为在两个方向形成井字式的区格 梁,这两个方向的梁通常是等高的,一般称这种双向梁为井字梁。 二、井字梁结构设计中的要点 1、井字梁的截面设计 井字梁的截面选择是设计的关键问题之一。在井字梁结构的设计 和计算中,梁截面的选择是设计人员首先要解决的问题,即使上机 计算,也要先确定梁的截面。众所周知,梁截面选择的合适与否, 直接关系到结构本身的安全性、经济性。所以寻找一种简便、适用 的选择梁截面的方法是必要的。由于井字梁结构的跨度一般较大, 承受的板面荷载较大,而梁的弯矩相对于一般的独立梁较小,截面 配筋量较同跨度的简支梁也要小,截面尺寸往往由挠度来控制。以 往参考单跨梁的计算方法,尺寸难以掌握,而且对结构挠度也缺乏 量的概念。所以,设计人员仅从配筋率的大小,凭经验确定截面, 自然会出现不满足挠度要求或梁截面过大的现象,这也是井字梁的 特点之一。由于混凝土结构所用材料相对于钢材强度较低,故构件 截面尺寸较大,使用阶段的应变较小。因而,混凝土结构的总体刚 度较大,绝对变形小,难于考虑到的有利因素较多,对挠度形成一 定的储备,使得因刚度不足引起事故的现象相对较少,也使一些设 计人员麻痹大意,注重配筋量与承载力极限状态,而忽略刚度、正 常使用极限状态。当井字梁的两跨尺寸确定后,梁的截面尺寸不仅 与荷载、而且与梁格的间距、跨度,以及边界条件等多个设计因素 有关,所以应综合考虑各种因素,确定安全、经济、合理的截面。 2、井字梁结构的布置 井字梁结构的布置不仅体现井字梁楼盖体系在两个方向的传力关 系,也影响周边结构的受力大小。通常梁系布置时应遵从以下布置 原则:①优先采用偶数布置:周边环梁受力大小与井字梁的布置关 系密切,当井字梁采用偶数布置时,周边支撑环梁受力较合理;② 优先采用双向相同的井字布置:双向相同的井字布置是指两方向的 梁格间距布置相同和两方向井字梁线刚度相同。井字楼、屋盖的荷 载能较均匀分配于四周,使周边支撑体系受力均匀,井字结构受力 也较合理。 井字梁结构的布置一般有以下五种:①正向井字梁:井字梁的方 向与楼、屋盖板矩形平面两边相平行。正向井字梁宜用于长边与短 边之比≤1.5 的平面,且长边与短边尺寸越接近越好;②斜向井字 梁:当楼、屋盖矩形平面长边与短边之比>1.5≤2 时,为提高各项 梁承受荷载的效率,宜将井字梁斜向布置。该布置的结构平面中部 双向梁均为等长度等效率,与矩形平面的长度无关。当斜向网格梁 用于长边与短边尺寸较接近的情况,平面四角的梁短而刚度大,对 长梁起到弹性支承的作用,有利于长边受力。

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