井字梁布置与计算.docx

井字梁布置与计算 (内蒙古电力勘测设计院，内蒙古 呼和浩特 010010) 摘 要：文章针对展开论述，经分析提 出了一些合理 建议，可供同类设计参考。 关键词：井字梁；双向楼板；正向网格梁；斜向网格 梁；三向网格梁 中图分类号：TU323 文献标识码：A 文章编号： 10076921(XX)20010202 随着工业与民用建筑的迅猛发展，越来越多的造型优 美建筑如雨后春笋般地出现了，为适应 各种建筑造型的要 求同时也兴起了各种结构形式，其中大空间大跨度结构越 来越被广泛的应 用，在大空间的设计当中，井字梁楼盖结 构是一种常用的结构形式。 1 井子梁结构形式的来源 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。但板的下部受拉区的混凝土一般都 不考虑它起的作 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(或网格梁)。 2 分析 2.1 井字梁布置分析 当井字梁周边有柱时，井字梁的布置与周边柱之间有 两种相对位置关系。“井字梁与柱 的布置采取避的方法” ；井字梁与柱子的布置采取“抗”的方法。一般首选井 字梁与柱子 错位布置，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 结果出现的 超限情况；减少由于梁柱刚度相差悬殊而造成梁柱节点在 荷载作用下成为受力薄 弱点以致首先破坏，该情况下井字 梁虽避开了柱位，但靠近柱位的板区格板仍属薄弱部位， 需另作加强处理。如果实际情况井字梁布置无法壁开柱位， 则井字梁与柱子应采取“抗”的 方法，即把与柱子相连的 梁设计成大井字梁，再在大井字梁当中嵌套小井字梁， 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。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。 2.2 井字梁的截面选取及井字梁楼盖的区格划分 井字梁截面高度的取值以刚度控制为主，除考虑楼盖 的短向跨度和计算荷载大小外，还应考 虑其周边支承梁抗 扭刚度的影响。井字梁梁高根据楼盖荷载的大小一般可取 短跨的 1/161/ 20，最小不得小于短跨的 1/30，且两个 方向梁高相等无主次梁之分，梁宽=取梁高 1/3(h 较小 时) 1/4(h 较大时)，但梁宽不宜120mm。当井字梁的周边支承 情况为主梁支承时，对 于边梁截面高度的选取,应按单跨 梁的规定执行,一般可取=/8/12(为边梁跨度)。 梁柱截面及区格尺寸确定后可进行计算,根据计算情况,对 截面再作适当调整。由于井字梁楼 盖的受力及变形性质与 双向板相似，井字梁本身有受扭成分，故宜将梁距控制在 3m 以内，两个方向井字梁的间距可以相等，也可以不相等。 如果不相等，则要求两个方向的 梁间距之比 a/b=1.02.0 。实际设计中应尽量使 a/b 在 1.01.5 之间为宜，最好按 井字梁计 算 图表中的比值来确定，应综合考虑建筑和结 构受力的要求,一般取值在 1.2m3较为经济, 但不宜超 过 3.5。 2.3 井字梁计算简图的选取及其他计算要求 井字梁楼盖四周可以是墙体支承，也可以是主梁支承。 当井字梁楼盖四周为砌体支承时，墙 体支承的情况是符合 计算图表的假定条件：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，当 支承主梁刚度与井字梁刚度相差不是很大时，井 字梁四边 应按简支考虑，当支承主梁的刚度足够大时,并采取相应的 构造措施可采用刚接节 点, 但支承主梁需进行抗扭强度和 刚度计算。井字梁支座无论铰接还是刚接，支承主梁的截 面高度都应大于或等于井字梁的截面高度,并最好大于井字 梁高度的 20%30%。 井字梁的挠度 f 一般要求 f 1/250，要求较高时 f 1/400。 井字梁现浇楼板按双向板计算，不考虑井字梁的变形， 即假定双向板支承在不动支座上 ，双向板的最小板厚为 80mm，且应大于等于板较小边长的1/40 。 2.4 井字梁的构造加强措施 井字梁的构造要求和一 般梁的构造要求基本上相同。但在设计中必须注意以下几 点： 2.4.1 在两个方向梁交点的格点处，短跨度方向梁的 下步纵向受拉钢筋应放在长跨度方向 梁的下部纵向受拉钢 筋的下面，这与双向板的楼板底筋的钢筋布置方式相同。 2.4.2 在两个方向梁交点的格点处不能看成是梁的一 般支座，而是梁的弹性支座，井字梁 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，其焊接质量必须符合有 关规范要 求。 2.4.3 由于两个方向的梁并非主、次梁结构，所以两 个方向的梁在格点处不必设附加横向 钢筋。但是在格点处， 两个方向的梁在其上部应配置适量的构造负钢筋，不宜少 于 2 根 12 ，以防在荷载不均匀分布时可能产生的负弯矩， 这种负钢筋一般相当于其下部纵向受拉钢筋 1/3。 2.4.4 井字梁楼盖的混凝土强度等级不应低于20。 为了避免和减小楼盖混凝土的收缩裂 缝,混凝土的强度等 级不宜太高。 2.4.5 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。 2.4.6 井字梁的支撑边梁内应按计算配置附加的抗扭 纵筋和箍筋,以满足边梁的延性和裂缝 宽度限制要求。2.4.7 在节点两边,支撑边梁要增设附加吊筋或吊箍,将交叉梁的 全部支座反力传到边梁 的受压区;在楼面梁端部(一倍梁高 的范围) 需加密箍筋,且不少于 8100。 2.4.8 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