井字梁结构设计在民用建筑中应用
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探讨井字梁设计技术在建筑结构中的应用摘要:现代施工中加入井字梁的设计技术,可以为建筑提供较大的空间,使建筑空间布局更加灵活,所以在建筑结构设计中,大多数的钢筋混凝土框架结构都会采用井字梁技术。
本文通过对钢筋混凝土井字梁结构的特点、设计、计算分析、注意事项等方面的研究,以确保设计的钢筋混凝土井字梁结构经济合理,提高井字梁结构的施工水平。
关键词:建筑结构设计;井字梁结构;设计技术;应用0引言近年来,随着大空间建筑结构的增加,井字梁楼盖得到了较为广泛的应用,如在大厅、宴会厅等大型公共建筑。
井字梁结构为双向受力梁系,其受力合理,能够很好的解决如礼堂、宴会厅等大空间结构的楼层问题。
这种结构可以用来满足建筑的功能要求,其受力经济合理,增大空间整体效果,所以设计人员经常会采用这种设计。
1井字梁结构的定义井字梁结构在大跨度、大空间建筑中的应用十分广泛。
作为一种从钢筋混凝土双向板基础上演化过'来的技术,它不仅能广泛适用于不宜采用钢网架作逑筑结构的大空间建筑,还能最大化扩大建筑使用空间,充分满足大空间建筑施工要求。
井字梁结构的本质是双向受力构件,它具有良好的双向受力性能,应用时梁高可按照施工要求随意降低,同时还能在一定程度上增加建筑结构的美观度。
在井字梁结构设计中,设计者需要掌握主要设计参数之一是结构截面尺寸,原因在于截面尺寸大小会直接影响到井字梁结构施工的混凝土用量、结构的承载能力以及结构的配筋方式。
钢筋混凝土结构建筑中所使用的井字梁属于交叉梁系,具有一般受力梁的所有优点,但由于其本质和一般受力梁不同,所以在设计时必须做好综合考虑,合理采取措施,充分做好结构设计原则、受力规律的了解,掌握一定的结构布置方法,并控制好结构配筋,确保井字梁设计质量。
2井字梁结构的布置与一般构造采用钢筋混凝土井字梁方案的屋(楼)盖平面结构跨度应处于一定范围内,跨度过大或过小时都不宜采用井字梁结构,一般以8?24m为宜,且应使长短边跨度相差尽量小。
结合工程实例浅谈井字梁结构设计的体会【摘要】结合工程实例,介绍井字梁结构这一常见结构形式的受力特点,应用范围,并从结构效率和经济效益等方面,阐述井字梁结构布置的合理化方法。
【关键词】井字梁结构体系;工程实例1. 引言井字梁结构体系因其双向受力的特点且具有良好的建筑布置效果,长久以来,在工程中被广泛应用,多见于开间较大的民用建筑楼(屋)盖中,例如,教室、会议室、门厅等。
本文以几个工程实例,对井字梁这一结构体系的构造特点、合理设计等方面进行阐述。
2. 井字梁结构的构造特点2.1井字梁结构的受力机理类似于双向板结构,具有双向受力的特点,相对于主次梁结构,可以有效的降低梁高度和增大建筑净空。
2.2井字梁楼盖两个方向的跨度宜尽量相等,一般需控制长跨跨度与短跨跨度之比不大于1.5,如大于1.5小于等于2,宜采用斜放井字梁布置或于长向跨度中部设大梁,形成多个或大小井字梁相嵌的结构形式。
2.3井字梁梁格间距一般取1.5 ~3m较为经济,不宜超过4m。
2.4井字梁高度各方向宜相同,宜取跨度的1/20左右。
梁宽宜取梁高的1/3~1/4,但一般不宜小于120mm。
2.5井字梁的挠度一般要求不大于1/250,跨度较大时,可在施工时预先起拱。
2.6井字梁的钢筋设置特点:2.6.1在两个方向梁交点的格点处,短跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋应放在长跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋的下面。
2.6.2不同于主次梁结构,在两个方向梁交点处不可视为支座,梁只有在两端支承处的两个支座。
因此,两个方向的梁在布筋时,梁下面的纵向受拉钢筋不能在格点处断开,而应直通两端支座。
钢筋不够长时,必须采用焊接或机械连接。
3. 井字梁结构的布置方法常用的梁格布置形式有:正放井字梁、斜放井字梁、三向井字梁等,见图1。
4. 工程实例4.1工程1。
某大学实验综合楼为9层框架结构,楼层恒载6.0Kn/m2,活载3.0Kn/m2。
首层层高5m,其他各层层高3.9m。
从2层起,每层设置2个较大的课室,轴线尺寸约为12.04mx14m。
浅谈井字梁结构设计摘要:由于钢筋混凝土井字梁在使用上能给建筑提供较大空间,在设计中日益常见载计算、配筋设计等几个力一面介绍了钢筋混凝土井字梁设计中应注意的几个问题,。
本文分别从钢筋混凝土井字梁楼盖的构造,给如后设计工作一定参考。
关键词:井字;梁配筋;构造随着我国经济的蓬勃发展,井字梁形式结构由于其能提供大空间、受力合理、美观舒适等特点,在工业与民用建筑中得到了较为广泛的应用钢筋混凝土井字梁是从钢筋混凝土双向板演变而来的一种结构形式,由于双向板是受弯构件,随着跨度增大,板厚也随之增大为了减轻自重,节约材料,司一以把板卜部的受拉区混凝土挖掉一部分,用钢筋承担拉力,这样双向板就成为了在两个方向形成井字式的区格梁,两个方向的梁通常是等高的,我们称这种双向梁为井字梁。
1井字梁的计算SATWE计算软件与查静力计算手册两种计算方法的应用。
(1)两种计算方法在计算井字梁结构时,井字梁中间交义点的内力计算均按照空间交义梁系方式进行分配。
即根据节点的变形协调条件和各梁线刚度的人小进行计算,协调条件为,在每一点处交义梁的线位移相等。
(2)两种计算方法最人不同在十井字梁端部支座竖向刚度对井字梁结构的影响。
采用查静力计算手册方法时,无论井字梁与其端部支座是固接还是铰接,均不考虑其竖向刚度的影响,即认为井字梁端部支座处没有竖向位移(3)当井字梁端部简支在框架卞梁上时,SATWE软件的计算结果与查静力计算手册的结果相差很人,这卞要是SATWE软件考虑了主框架梁的竖向位移所致。
当井字梁端部简支剪力墙上时,二者之间的计算结果相差很小。
这主要是因为混凝土剪力墙的竖向刚度很人,竖向位移很小所致。
井字梁内力受其端部支座竖向刚度的影响很人,当采用查静力计算手册法时,应考虑该工程是否符合其计算假定。
2井字梁的结构布置(1)井字梁与柱子采取“避”的方式,调整井字梁间距以避开柱位;避免在井字梁与柱子相连处井字梁的支座配筋计算结果容易出现的超限情况;减少梁柱节点在荷载作用下,山十两者刚度相差悬殊而成为受力薄弱点以致首先破坏,山十井字梁避开了柱位,靠近柱位的区格板需另作加强处理。
钢筋混凝土井字梁在建筑领域中,钢筋混凝土井字梁是一种常见且重要的结构形式。
它以其独特的力学性能和布局特点,在众多建筑项目中发挥着关键作用。
要理解钢筋混凝土井字梁,首先得明白什么是梁。
梁在建筑结构中,就像是人体的骨骼一样,承担着支撑和传递荷载的重要任务。
而井字梁,则是一种由相交的梁组成的如同“井”字形状的结构。
钢筋混凝土井字梁的优点众多。
其一,它能够提供较大的室内空间,因为其梁格布置较为规整,使得室内的净空能够得到更有效的利用。
这对于一些对空间要求较高的场所,如商场、展厅等,具有极大的吸引力。
其二,井字梁的受力性能相对较好。
它通过纵横交错的梁共同承担荷载,使得荷载能够更加均匀地分布,从而减小了单个梁的受力,提高了整个结构的稳定性和安全性。
其三,在外观上,井字梁可以营造出一种简洁、大气的视觉效果,增加建筑的美观性。
从设计的角度来看,钢筋混凝土井字梁的设计需要考虑多方面的因素。
首先是荷载的计算。
这包括恒载(如结构自重)和活载(如人员、家具、设备等的重量)。
准确计算荷载是保证井字梁设计安全可靠的基础。
其次,梁的尺寸和配筋设计至关重要。
梁的高度、宽度以及钢筋的配置数量和规格,都需要根据计算结果和规范要求进行合理确定。
同时,还需要考虑混凝土的强度等级、钢筋的强度等级等材料性能参数。
在施工过程中,钢筋混凝土井字梁也有一定的技术要求。
钢筋的绑扎必须牢固、准确,以确保其在受力时能够发挥应有的作用。
混凝土的浇筑质量直接影响到梁的强度和耐久性。
要保证混凝土的配合比正确,浇筑过程中振捣密实,避免出现蜂窝、麻面等质量缺陷。
而且,在施工过程中,还需要注意模板的支撑和拆除,以防止梁的变形和裂缝的产生。
钢筋混凝土井字梁在实际工程中的应用非常广泛。
在多层和高层建筑中,它可以用于楼盖结构,为上层建筑提供稳定的支撑。
在大型工业厂房中,井字梁可以承受较大的设备荷载和屋面荷载。
在桥梁工程中,也能看到井字梁的身影,为桥梁的跨越提供有力的保障。
井字梁结构的应用与设计技巧分析作者:何浩亮来源:《建筑与装饰》2019年第18期摘要从井字梁结构的发展、建筑功能需求与应用优势、布置原则、计算与构造等方面对井字梁结构进行了系统的阐述。
文章结合项目设计经验及多模型计算分析对比,提出了井字梁结构设计技巧。
关键词井字梁;结构设计;应用;设计技巧1 井字梁结构的发展随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高,人们对大跨度、大空间建筑功能的需求也日益突出。
井字梁结构作为由双向板发展、演化而来的空间受力结构,由于双向板为双向受弯构件,随着跨度的增加,势必会导致板厚度的增大。
双向板下部混凝土的受拉能力很低,主要依靠受拉钢筋来提供承载力。
随着板厚的增大,导致自重增大,为了减少自重,充分发挥截面抗弯能力,将楼板下部混凝土两向均匀、间隔挖除,仅保留布置受拉钢筋的钢筋混凝土带,这就形成了双向井字梁系[1]。
2 井字梁结构的需求与优势由于井字梁结构具有能满足较大空间需求、各向受力均匀、建筑效果美观、大方简洁等特点,在民用建筑中已经得到了充分的应用与发展。
在实际工程项目中,对大跨度建筑功能需求异常突出。
对于有大空间需求的办公楼会议室、食堂宴会厅、学校阶梯教室、礼堂、展览厅、车站、大型商场等公共建筑,不允许建筑功能区范围内有竖向构件,或者要求梁底应平齐等原因,导致其楼(屋)盖采用井字梁结构。
由于井字梁结构具有自重轻,传力路径简单、明确,抗扭能力强等优势,所以合格的结构设计可以充分发挥井字梁结构安全、适用、经济、美观的特点。
井字梁作为传统的楼(屋)盖形式,具有受力均匀、传力明确、协同工作等力学优势,广泛应用于12~25米跨度的局部或顶部大空间结构中。
另外,斜放正交井字梁系由于其梁系的均匀排布给建筑赋予了不一样的韵律美。
3 井字梁结构的布置井字梁结构通过X、Y两向梁系协同工作,类似于空间网格结构的受力形式,变形形式同双向板构件。
结构受力形式保证了各个梁受力均匀变化,荷载传递明确、简单,协同受力的优点。
井字梁结构设计在民用建筑中应用
井字梁结构的设计在民用建筑中的应用
摘要:由于钢筋混凝土井字梁结构在使用上能给建筑物提供较大空间,因此这种结构形式在工程设计中日益常见。
结构设计人员应该根据工程的实际情况,例如荷载条件、经济指标、配筋参数等因素进行综合考虑,并充分注意到井字梁的力学特点,确保设计的合理性和安全性。
关键词:井字梁结构;设计;民用建筑;钢筋混凝土
1、钢筋混凝土井字梁的平面布置方式
1.1正交井字梁
正交井字梁的方向平行于屋(楼)盖矩形平面的两条边,梁的长边与短边长度之比小于或等于1.5,且长短边的尺寸相差越少越好。
1.2斜交井字梁
斜交井字梁一般用在屋(楼)盖矩形平面长短边之比大于1.5的情况。
这种情况下,斜向布置的井字梁承载能力要比正交的好。
当屋(楼)盖矩形平面长短边尺寸相差不多时,平面四角的井字梁由于长度短而具有较大的刚度,可以作为中部长井字梁的弹性支撑,对长边的受力是有利的。
从方便计算上考虑,斜交井字梁一般按对称于矩形平面的纵横轴布置,斜交的交角可以是90°也可以是45°,故其对不规则屋(楼)盖平面的适应性较强。
1.3三向井字梁
三向布置井字梁多用于屋(楼)盖为三角形或六边形平面的情况,具有良好的空间作用,受力合理,结构刚度大,能够有效减小结构。
建筑结构中井字梁设计的几点体会摘要:井字梁在建筑工程中主要应用于较大跨度结构当中,其可有效地提高楼盖的净高且便于建筑天棚装饰施工等,合理的井字梁设计对于发挥其在工程中的应用相当重要,本文通过对井字梁的平面布置、计算方法、配筋与构造等方面的阐述,总结其相关设计要点,探讨其设计心得,旨在为同行提供一定的参考价值。
关键词:结构设计;井字梁;平面布置;计算方法;配筋与构造一、引言井字梁是为了实现建筑使用功能上一些房间较大空间的要求,比如建筑物的门厅、餐厅、展览厅、会议室等,常在这些空间布置井字梁结构体系。
钢筋混凝土现浇井字梁楼盖是由四边支承的交叉梁格和双向板组成,整个楼盖像一块四边支承双向带肋的大型双向楼板。
它与现浇单向板肋形楼盖的区别是,两个方向梁的截面高度相等,没有主、次梁之分,共同承受楼板传来的荷载。
它与现浇双向板肋形楼盖的区别是,在梁的交叉处不设柱,但梁格间距较小,且双向受力,因而能跨越较大的空间,梁的截面尺寸却不一定很大,有利于提高楼盖的净空高度,外形也比较美观,从而比较容易满足天棚装饰要求。
二、平面布置1、布置原则1.1 井字梁与柱子采取“避”的方式,调整井字梁间距以避开柱位;避免在井字梁与柱子相连处井字梁的支座配筋计算结果容易出现的超限情况;减少梁柱节点在荷载作用下,由于两者刚度相差悬殊而成为薄弱点以致首先破坏,由于井字梁避开了柱位,靠近柱位的区格板需另做加强处理。
1.2 井字梁与柱子采取“抗”的方法,把与柱子相连的井字梁设计成大井字梁,其余小井字梁套在其中,形成大小井字梁相嵌的结构形式,使楼面荷载从小井字梁传递至大井字梁,再到柱子。
1.3 井字梁四周可以是墙体支承,也可以是主梁支承。
墙体支承的情况要符合的假定条件是井字梁四边均为简支;当只有主梁支承时,主梁应有一定的刚度,以保证其绝对不变形。
1.4 井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等,则一般需控制其长短跨度比不能过大。
长跨跨度L1与短跨跨度L2之比最好不大于1.5,如大于1.5小于等于2,宜在长向跨度中部设大梁,形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁,井字梁可按45°对角线斜向布置。
文章编号:100926825(2007)3220078202井字梁结构的应用实例收稿日期:2007206204作者简介:耿 玲(19832),女,北京科技大学土木与环境工程学院硕士研究生,北京 100083耿 玲摘 要:浅谈了井字梁的特点及其应用,介绍了某泵房采用井字梁的结构设计,并提出设计中应值得注意的问题,总结了井字梁结构的结构布置和结构受力关系,以提高井字梁的结构设计水平。
关键词:井字梁,受力特点,配筋中图分类号:TU375文献标识码:A 钢筋混凝土井字梁是从钢筋混凝土双向板演变而来的一种结构形式。
双向板是受弯构件,当其跨度增加时,相应板厚也随之加大,但板下部受拉区的混凝土一般都不考虑它起作用,受拉主要靠下部钢筋承担。
因此,在双向板的跨度较大时,为了减轻板的自重,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网格梁,这两个方向的梁通常是等高的,不分主次梁,一般称这种双向梁为井字梁(或网格梁)。
1 井字梁特点1)各向梁同向工作,共同承担和分配露面荷载,具有良好的空间整体性能。
2)比一般梁板结构具有较大的跨高比,对于受高限制且建筑又需要跨度的建筑,具有广泛的适用性。
3)由于减少了结构的高度和自重,梁截面也小于一般梁板结构中的主次梁,具有显著的经济效益。
4)施工便利能够提供整体美观的效应。
2 工程概况本工程为云南省某钢铁有限公司水泵房,建筑平面大致成矩形,长约73m ,宽约22m 。
建筑物为单层结构5m 。
采用框架结构体系,抗震设防烈度为7度,场地类别为Ⅱ类,框架抗震等级3级。
采用人工挖孔灌注单桩基础,持力层第⑤层粉粘土,单桩竖向抗压极限承载力标准值Q u ≥2000kPa 。
由于该工程是工业建筑,因此要求满足建筑使用要求,整体采用普通交叉梁楼盖,而制药间采用井字梁楼盖。
3 结构方案的比较方案一:采用交叉梁楼盖。
浅谈井字楼盖结构设计中的几个问题叶德友【期刊名称】《当代建设》【年(卷),期】2002(000)006【摘要】井字楼盖是由双向板与交叉梁系共同组成的楼盖,多用于某些民用建筑的门厅、餐厅、展览厅、会议室、车库等较大空间处,可满足建筑美观的视觉效果。
它是由钢筋混凝土双向板演变而来的一种结构形式,由双向板、正放或斜放的交叉梁系组成。
交叉梁不分主次,互为支承,其高度往往相同,各次梁可直接搁置在承重墙或柱间主梁上。
井字楼盖结构设计中需注意以下几个问题:一、井字梁的结构布置1.井字梁的平面布置交叉梁的布置方式主要有正交正放和正效斜放两种,如果井字梁楼盖两个方向的跨度不等,一般需控制其长短跨度比不能过大,最好是长短边之比不大于1.5。
如长短边之比大于1.5时,为了较好地沿两个方向传力,不能按常用的正向布置的井字梁,宜用斜向布置的井字梁,或者可用支柱将平面划分为同样形状的区格使次梁支承在柱中间主梁上。
井字梁的间距可以相等,也可不相等。
梁网格的边长宜控制在3.6m以下,最大不应超过4.0m,一般为2m~3m。
当梁网格的长、短边不相等时,则要求梁区格的长短边之比一般为1.0~2.0,不过尽量使长短边之比接近1.0,不要大于1.5为宜。
2.井字楼盖中梁板的截面尺寸及惯性矩(1)井字梁的高度h宜两个方向相等,可根据楼盖荷截的大小,取h=(1...【总页数】1页(P)【作者】叶德友【作者单位】六安市建筑勘察设计院【正文语种】中文【中图分类】TU318【相关文献】1.关于井字梁结构设计中的几个问题 [J], 陈增开2.井字梁楼盖中的井字梁是否需要避开框架柱 [J], 陈石坚3.井字梁楼盖与密肋楼盖技术经济上的比较 [J], 郑泳杰4.框架结构中楼盖采用井字梁的工程结构设计 [J], 李德明5.框架结构中楼盖采用井字梁的工程结构设计 [J], 丁佳豪;李化明;孟祥华因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
井字梁楼盖在设计中的应用许多工程要求室内有较大的建筑空间,在不适宜采用钢网架结构时,钢筋混凝土井字梁可以满足提供较大空间的要求,所以井字梁结构在建筑中被广泛应用,本文从井字梁设计中的构造、设计原则、截面确定、结构布置、配筋等几个方面进行了阐述,并提出设计中应注意的几个问题。
标签:井字梁结构布置设计原则0 引言由于井字梁在横向和纵向刚度都比较大,可以减小梁的高度,这样就可以增加建筑净高度,使用空间就可以大些。
井字梁与普通受力梁设计有相似之处,但也有很多不同,井字梁的合理设计对建筑的安全和经济都有很重要意义。
现介绍几种井字梁结构在设计中几个问题:1 井字梁结构的特点1.1 钢筋混凝土井字梁是从双向板演变而来的一种结构形式。
两个方向的梁通常是等高的,不分主次梁,各向梁协同工作,共同承担和分配楼面荷载,具有良好的空间整体性能。
1.2 能形成大小一样规则的梁格,即使不吊棚,顶棚也较美观。
1.3 比普通混凝土梁板结构具有较大跨高比,可以使房间净高相对大些。
2 井字梁结构的设计原则2.1 采用井字梁楼盖的平面结构跨度不宜大于20m,屋盖不宜大于24m,且两向跨度应相等或相近,如果井字梁在纵向和横向跨度大小不同,则一般需控制其长短跨度比不能过大。
长跨跨度与短跨跨度之比最好是不大于1.5,如大于1.5小于等于2,则宜在长向跨度中部设大梁,形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁,井字梁可按45°对角线斜向布置。
2.2 梁格间距的确定一般很具建筑尺寸、使用要求及荷载大小情况而定,一般区2m~3m较为经济。
2.3 井字梁和边梁的相交节点不宜采用固接节点,边梁要做的大些,保证刚度足够大;如果井字梁与边梁采用刚接连接方式,需要考虑边梁抗扭计算。
2.4 与柱连接的边梁按框架梁考虑,必须满足抗弯、抗剪及抗扭要求和有关构造要求。
如果边梁受力不满足要求,可以在梁的高度不进行改变的情况下,增大截面宽度。
2.5 井字梁计算时注意挠度问题,挠度要满足规范要求,不可以太大,挠度一般要求控制在f≤1/250,要求较高时f≤1/400。
楼盖选型多高层民用建筑中中等跨度楼盖结构选型摘要针对多高层民用建筑中局部12~21m跨度的楼(屋)盖,对几种可以选用的结构形式分别进行了分析,结合算例对其适用范围、截面选取、设计要点、注意事项等进行了阐述。
关键词中等跨度楼盖结构选型一.概述在多高层公共建筑中,经常有报告厅、大会议室、多功能厅等大房间,在顶层或顶部几层形成12~21米跨度(本文称为中等跨度)的楼屋盖。
现就几种可以选用的楼屋盖方案分别进行论述,并进行算例分析、绘制结构布置简图。
设计中遇到此种情况时,应该根据具体的情况,比如建筑要求、施工条件等,并进行经济比较后,选择合理的结构形式。
二.楼屋盖结构选型(一)井字梁井字梁是我院传统首选方案,受力合理、计算简便、技术成熟。
井字梁适用于短向跨度12~1 8米,长向与短向跨度之比小于1.5时梁布置采用正交, 1.5~2.0时梁布置可采用斜交,但是由于斜交井字梁受力复杂、施工不便,此时应优选其它楼盖方案。
井字梁高度取短向跨度的1/16~1/18,梁间距2.4~3.6m,梁宽度不宜太宽,一般取200~300mm。
边梁高度可取井字梁高度加50~100mm。
计算一般采用空间协同计算软件,采用整体计算的结果,在计算假定上,与边梁相交的端支座应按铰接,与柱相交的梁一般采用刚接,这样假定对于井字梁、柱子是偏于安全的,但是对于边梁,由于没有考虑井字梁变形产生的扭矩,是偏于不安全的,因此应在配筋构造上加强其抗扭承载力。
有时,与柱相交的梁按照刚接处理时,会产生柱子配筋太大甚至超筋现象,可以按以下两种方法处理:(1)梁布置避开柱位置,使井字梁全部搭在边梁上。
此时梁与柱的距离不能太小,因为井子梁在边梁支承处是按照铰接计算,但受柱子的约束边梁支座附近的扭曲变形能力很弱,距离太近会使边梁实际承受非常大的扭矩,甚至造成抗扭截面不足,计算假定与实际会相差较多。
采用这种方法,只要是现浇楼盖,整体结构的抗震性能能够符合要求,但与柱相连的一跨楼板应加强构造,采用双层双向配筋,上下钢筋均不宜小于Ф10@100。
摘要:井字梁形式结构能提供大空间、受力合理、装修美观、梁截面小等特点,基于它的诸多优点,井字梁结构在工业与民用建筑中得到了较为广泛的应用。
本文主要阐述了钢筋混凝土井字梁的概念,并从设计中的构造、受力规律、配筋等几个方面进行了探讨分析,希望对井字梁设计的实际工作能够发挥借鉴指导作用。
关键词:建筑结构;井字梁设计1.钢筋混凝土井字梁概述钢筋混凝土井字梁这一结构形式实际是从钢筋混凝土双向板演化而来的。
双向板作为一种受弯构件,显然,在增大其跨度以满足大空间的要求时,势必同时带来厚度的增加。
但问题也随着而来:板下部受拉区的混凝土抗拉能力很低,一般在设计时都不予考虑而仅将其作为安全储备,导致了材料的浪费,同时板中所配钢筋的承载能力很大一部分被自重所消耗,很不经济。
为了解决这一问题,减轻大跨度双向板的自重,可将板下部受拉区混凝土的一部分挖去,将受拉钢筋布置在双向相交的几条线上,再将这“几条线”适当增高便形成了梁结构,这样钢筋和混凝土能更加合理的工作,其承载能力的利用率也得到提高,相应提高了结构的经济性。
双向板经过这样变形,成为了双向井字式的区格梁板,而且两个方向上的梁高度相同,没有主次之分,也即钢筋混凝土井字梁。
钢筋混凝土井字梁能形成规则的梁格,顶棚较美观。
2. 钢筋混凝土井字梁结构设计的相关内容2.1井字梁结构设计时应该遵守的标准对于周边有柱位的钢筋混凝土井字梁结构,可以利用调整井字梁之间间距的方式来避开对柱位的干扰,对于柱位旁边附近的区格板同样也要进行强化处理;而大小井字梁相嵌的结构形式可以对无法避开柱位的井字梁进行设计。
对于井字梁中梁格间距的设计也是有一定的标准的。
其确定方式来源于建筑上对井字梁的要求以及具体的结构平面尺寸的要求。
选择的跨度一般情况下不能超过4米,其选择范围通常是1/12――1/6,在此设计标准上还要考虑建筑的经济指标要求以及钢筋混凝土的刚度要求等。
此外,井字梁的设计还要满足建筑的抗震受力、抗弯受力、抗剪受力及抗扭受力等。
对建筑结构中井字梁设计技术的分析【摘要】本文就根据作者多年的工作经验及总结对建筑结构中井字梁的设计及其相关设计要点进行的以下分析。
【关键词】结构设计;井字梁;混凝土1.引言钢筋混凝土现浇井式楼盖由四边支承的交叉梁格和双向板组成,整个楼盖象一块四边支承双向带肋的大型双向楼板。
它与现浇单向板肋形楼盖的区别是,两个方向梁的截面高度相等,没有主、次梁之分,共同承受楼板传来的荷载。
它与现浇双向板肋形楼盖的区别是,在梁的交叉处不设柱,但梁格间距较小,且双向受力,因而能跨越较大的空间,梁的截面尺寸却不一定很大,从工程实践表明,其高跨比为l/20—1/18,有利于提高楼盖的净空高度,外形也比较美观,而且较易满足天棚装饰要求。
由于梁的总长度增加较多,故这种楼盖的总造价较肋形楼盖为高。
2.井字梁楼盖的布置3.井字梁楼盖计算分析对于井字梁楼盖的楼板计算,一般不考虑交叉梁变形对其内力的影响,可按四边支承的双向板计算。
而因为井字梁楼盖的交叉梁(井字梁)属于高次超静定结构,要精确计算其内力是很繁杂的,一般需要借助电算求解。
而对于采用手算的方法则主要有以下两种设计方法。
(1)按双向板的计算方法。
对于梁的间距较小时,可按双向板原理计算梁的内力。
井字梁两个方向的间距为a和b,四边简支于墙上。
按通过楼盖中心部位o点采取双向的中间粱挠度相等的条件,可算出荷载分配值。
当楼盖四边为简支时,计算两个方向中间梁的荷载分配值,则沿la和lb方向单位宽度内的跨中弯矩分别为:ma 中=1/8qala2;mb中=1/8qblb2;再可算出la中和lb中的跨中弯矩和支座剪力。
(2)按高次超静定网格梁的计算方法。
在井字梁楼盖中,当两个方向梁的间距超过1.25m时,按前述均布荷载作用下的双向板带计算误差较大。
此时,应按交叉梁相交节点处承受集中荷载,根据节点处挠度相等的条件求解梁的内力。
楼盖中梁相互交叉的节点愈多,超静定的次数愈高。
为简化这种楼盖的计算,可采取如下近似假定:计算板时,忽略梁的变位对内力的影响,故对连续板除支承在墙上为简支边外,其余均为固定边;计算网格梁时,认为板简支于梁上,忽略板的连续性对内力的影响;分析网格梁的内力时,不考虑扭矩和剪力的影响。
由于井字梁在横纵两个方向都有较大的刚度,适用于使用上要求有较大空间的建筑,如民用房屋的门厅、餐厅、会议室和展览大厅等。
所以井字梁结构体系以其受力和布置方式的合理性,得到了广泛的应用,现介绍几种井字梁结构在设计中几个问题,供大家参考。
1 井字梁结构的特点:1.1 钢筋混凝土井字梁是从双向板演变而来的一种结构形式。
当其跨度增加时,板厚相应也随之加大。
但是,由于板厚而自重加大,而板下部受拉区域的混凝土往往被拉裂不能参见工作。
因此,在双向板的跨度较大时,为了减轻板的自重,我们可以把板的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,不分主次梁,一般称这种双向梁为井字梁。
1.2 能形成规则的梁格,顶棚较美观。
常用的梁格布置形式有:正交正放、正交斜放、斜交斜放等。
1.3 比一般梁板结构具有较大跨高比,较适用于受层高限制且要求大跨度的建筑。
2 井字梁结构的设计原则2.1 当井字梁周边有柱位时,可调整井字梁间距以避开柱位,靠近柱位的区格板需作加强处理,若无法避开,则可设计成大小井字梁相嵌的结构形式。
2.2 井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等,则一般需控制其长短跨度比不能过大。
长跨跨度L1与短跨跨度L2之比L1/L2最好是不大于1.5,如大于1.5小于等于2,宜在长向跨度中部设大梁,形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁,井字梁可按45°对角线斜向布置。
2.3 梁格间距的确定一般是根据建筑上的要求和具体的结构平面尺寸确定,通常取跨度的1/12~1/6,且一般不宜超过4m,同时还应综合考虑刚度和经济指标要求。
2.4 与柱连接的井字梁或边梁按框架梁考虑,必须满足抗震受力(抗弯、抗剪及抗扭)要求和有关构造要求。
梁截面尺寸不够时,梁高不变,可适当加大梁宽。
2.5 井字梁最大扭矩的位置,一般情况下四角处梁端扭矩较大,其范围约为跨度的1/4~1/5。
建筑结构中井字梁设计技术的探讨随着社会经济的蓬勃发展,建筑工程业也在不断改革创新,其中井字梁设计是保证建筑结构性能与质量的关键内容之一。
井字梁的应用对跨度结构较大的建筑来说,其作用是非常巨大的,既能够保持自身的施工质量和稳定性,还能使楼盖的净高得到有效的提升,方便其在建筑顶端进行二次装饰。
因此,合理的井字梁设计在建筑工程中的应用是十分重要的。
本文对建筑结构中井字梁设计技术与其设计的要点进行简要的分析。
标签:建筑结构井字梁构造措施1引言随着社会经济的不断发展,城市化进程逐渐加快,推进了我国建筑业的快速发展。
为适应城市化建设和使用的需要,各种不同的大空间建筑物大幅度涌现出来。
为确保能够在较小的空间范围中,加大建筑的净空间,增加对土地的应用的效率,井字梁设计在各种不同的大空间建筑结构中的应用不断扩大。
目前,我国的建筑业是一个蓬勃发展且比较有活力的产业,在将来也依然会保持飞速发展的趋势。
各种大空间建筑,既能够增大建筑的净空间还可以降低建筑的梁高,由于井字梁自身具备双向受力的性能,因此深受广大群众的欢迎,特别是在大型商场、礼堂以及酒店等各种公共大空间建筑的入口大厅中得到了较为广泛的使用。
2关于建筑结构中井字梁技术的概述(1)井字梁设计技术是以钢筋混凝土双向板为基础从而进化来的。
由于钢筋混凝土双向板是受弯构件的一种,因此,在其能够达到大空间建筑的需求而要增加其跨度的时候,这必然会增它的厚度,这样会发生很多问题:其一,双向板本身的重量将其所配置的钢筋负荷能力大部分消耗了;其二,会使钢筋混凝土双向板下端受拉区的混凝土抗拉能力变弱;其三,一般在井字梁设计的时候仅把它当成安全储备考虑不充分,导致材料浪费现象严重。
要有效地解决这些问题就要从以下两个方面下手:第一,加大承载能力的利用率;第二,减弱大跨度双向板的自身重量。
然而事实上可以去掉混泥土双向板下端受拉区中混凝土的某一部分,确保受拉的钢筋可以放置在双向板交叉的那几条线上,再合理将其增高,这样就构成了双向井字式的梁结构。
井字梁结构的设计在民用建筑中的应用
摘要:由于钢筋混凝土井字梁结构在使用上能给建筑物提供较大空间,因此这种结构形式在工程设计中日益常见。
结构设计人员应该根据工程的实际情况,例如荷载条件、经济指标、配筋参数等因素进行综合考虑,并充分注意到井字梁的力学特点,确保设计的合理性和安全性。
关键词:井字梁结构;设计;民用建筑;钢筋混凝土
1、钢筋混凝土井字梁的平面布置方式
1.1正交井字梁
正交井字梁的方向平行于屋(楼)盖矩形平面的两条边,梁的长边与短边长度之比小于或等于1.5,且长短边的尺寸相差越少越好。
1.2斜交井字梁
斜交井字梁一般用在屋(楼)盖矩形平面长短边之比大于1.5的情况。
这种情况下,斜向布置的井字梁承载能力要比正交的好。
当屋(楼)盖矩形平面长短边尺寸相差不多时,平面四角的井字梁由于长度短而具有较大的刚度,可以作为中部长井字梁的弹性支撑,对长边的受力是有利的。
从方便计算上考虑,斜交井字梁一般按对称于矩形平面的纵横轴布置,斜交的交角可以是90°也可以是45°,故其对不规则屋(楼)盖平面的适应性较强。
1.3三向井字梁
三向布置井字梁多用于屋(楼)盖为三角形或六边形平面的情况,具有良好的空间作用,受力合理,结构刚度大,能够有效减小结构
高度,增大建筑净空。
1.4设有内柱的井字梁
当屋(楼)盖的井字梁内布置有内柱时,主梁可沿柱网双向布置,而次梁则布置在主梁形成的网格内,主梁和次梁的高度不一定要求相等,可按情况灵活设置。
1.5设有外伸悬挑部分的井字梁
为了减少井字梁跨中弯矩和挠度,使梁内弯矩分布更平缓,有时可在单跨简支梁和多跨连续梁的一端或两端设置外伸悬挑。
2、井字梁楼盖构造
1)采用钢筋混凝土井字梁方案的屋(楼)盖平面结构跨度应处于一定范围内,跨度过大或过小时都不宜采用井字梁结构,一般以8~24m为宜,且应使长短边跨度相差尽量小。
一般来说,当梁长跨和短跨跨度之比处于1~1.5之间时最为理想,应尽量给与保证。
若由于种种原因无法满足此要求的话,宜在长向跨度中间设置大梁,将长跨梁分割为2个短跨梁,从而形成两个井字梁体系。
除此之外,采用斜交井字梁也是一种很好的解决方法。
2)井字梁屋(楼)盖的区格尺寸应尽量根据计算图表确定,一般可按1.2~3m来取,该范围内的尺寸一方面能够较好的满足建筑和结构的受力要求,另一方面经济性也较好。
3)从承载能力角度考虑,井字梁屋(楼)盖混凝土强度等级不宜过低;从减少或避免屋(楼)盖混凝土产生收缩裂缝的角度考虑,井字梁屋(楼)盖所采用的混凝土强度等级也不宜过高,一般来说
可取c20,跨度较大的情况下也可取c30。
4)井字梁和支承边梁宜采用铰接节点连接,且应采取相应构造措施保证边梁具有足够大的刚度。
当两者采用刚性节点连接时,需对边梁进行抗扭验算,包括强度和刚度两个方面,并使边梁截面高度高出井字梁高度20%~30%。
5)当井字梁或其支承边梁与柱相连接时,应将井字梁或支承梁考虑为框架梁,并对其验算地震条件下的抗弯、抗剪和抗扭承载能力,并采取相应的抗震构造措施。
当梁截面尺寸无法满足计算要求时,可在梁高度不变的情况下适当增大梁的宽度。
3、井字梁的计算与配筋
3.1井字梁截面的确定
2个方向的井字梁高度应取相同值,当屋(楼)盖承受的均布荷载q=6~10kn/m2时,井字梁高度可取两个方向梁跨度较小值的
1/15~1/20。
若屋(楼)盖承受较大的均布荷载,如q>10 kn/m2,可对梁高度值适当增大,取1/12~1/25。
梁截面宽度的取值方法与普通梁的相同,即按梁高度的一定比例取值。
考虑到井字梁的跨度较小,一般承受较小的剪力,从而可以减小梁截面的宽度。
梁截面宽度的取值与井字梁井格的大小是负相关的,井字梁越大,提供给梁的侧向约束作用就越大,相应梁的宽度就可以取小值,反之则需取大值。
3.2井字梁的内力计算
根据井字梁间距大小的不同,所采用的计算方法也各异。
当梁间
距不大于1.25m时可将梁的混凝土折算成混凝土板的厚度,近似按照双向板进行计算;当梁间距大于1.25m时,则应按井字梁进行计算。
考虑到井字梁的计算相对来说较为复杂,可作出以下假定以简化计算:
1)忽略梁所受的剪力和扭矩的作用,这是由井字梁的跨度一般较小得到的。
2)梁在两个方向上具有相同的刚度。
基于这2个假定,可按照结构设计计算手册所提供的计算图表计算出井字梁弯矩、剪力和挠度的设计控制值。
3.3井字梁的配筋
井字梁的配筋和普通梁的配筋并无本质上的区别,2者的区别仅在一些细节上面,设计中可在以下几个方面加以注意:
1)两方向梁的交点处短跨梁的纵向受拉钢筋应布置在长跨梁纵向的下方,并保证节点处箍筋的配置,这一点与双向板的规定是相同的。
2)两个方向梁在布筋时需注意纵向受拉钢筋在梁节点处应当延伸至各井字梁的端支座处而不能断开,这是由于两个方向梁节点并不能作为一般支座而只能视为弹性支座。
3)由于井字梁不分主次梁,故梁节点处不必设置附加横向钢筋,但需各自布置适量构造负筋,用来承担特殊荷载产生的负弯矩。
4、井字梁设计中应注意的几个问题
4.1井字梁的受力规律
1)通过改变边梁的刚度,可以调整两方向连接在框架柱上和支撑在边梁上的井字梁内力分配关系。
2)通过调整与框架柱相连和与边梁相连的各井字梁截面尺寸,可以改变各井字梁之间的内力分配关系。
3)通过减小与框架柱相连的井字梁端部尺寸,可以有效降低井字梁的端部弯矩和框架柱的柱端弯矩。
4.2井字梁与柱的关系
1)井字梁与柱子采取“避”的方式,调整井字梁间距以避开柱位;避免在井字梁与柱子相连处井字梁的支座配筋计算结果容易出现的超限情况;减少梁柱节点在荷载作用下,由于两者刚度相差悬殊而成为受力薄弱点以致先破坏,由于井字梁避开了柱位,靠近柱位的区格板需另作加强处理。
2)井字梁与柱子采取“抗”的方法,把与柱子相连的井字梁设计成大井字梁,其余小井字梁套在其中,形成大小井字梁相嵌的结构形式,使楼面荷载从小井字梁传递至大井字梁再到柱子。
4.3井字梁支座处反力
在井字梁结构设计中,某些设计人员计算井字梁支座处反力时往往仅将该梁最大剪力作为井字梁支座处反力,而忽略了周边板的三角形或梯形荷载。
实践证明,周边板的三角形或梯形荷载引起的反力与梁最大剪力相比是不能忽略的,在基础设计中特别是采用浅基时这部分荷载对基础的影响更大,并在很大程度上影响基础的安全性。
4.4井字梁支点附加筋和支座负筋
若井字梁结构设计和受力条件合理,则在交叉点处一个方向的梁向另一个方向的梁传递的荷载为p=k·q·a·b(k为荷载传递系数,k<1)。
当井格尺寸a=b=1.5m,荷载q=10n/m2时,则应为p<22.5kn,可见在井字梁交叉点处没有必要设置吊筋来承担井字梁之间所传
递的集中荷载,但应保证在井字梁交叉处外梁侧设置箍筋。
在井字梁支座为简支且承受均布荷载的情况下,井字梁不需专门设置受力负筋,因矩形井字梁结构边界长宽比在一定范围内,其上部为受压区,下部为受拉区。
虽然存在一个方向的梁向另一个方向的梁传递荷载的情况,但2个方向的梁并无严格意义上的主次梁之分。
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