混凝土井字梁结构设计 小李飞刀 QQ1129729659 一 概述 概述 井字梁就是不分主次 高度相当梁 由同一平面内相互正交或斜交的梁所组成的结构构 件 又称交叉梁或格形梁 井字梁常用用于门厅 餐厅 会议室 图书馆和展览厅大厅等 井字梁结构模型如下图 小李飞刀 QQ1129729659 编写 1
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二 设 计 原 则 : 1 非 抗 震 或 者 低 烈 度 区 的 井 字 梁, 当 井 字 梁 周 边 有 柱 位 时, 可 调 整 井 字 梁 间 距 以 避 开 柱 位, 使 的 井 字 梁 和 框 架 柱 错 位 布 置, 如 下 图, 这 样 可 以 降 低 井 字 梁 和 框 架 柱 的 弯 矩 靠 近 柱 位 的 区 格 板 需 作 加 强 处 理 但 在 高 烈 度 区, 不 宜 采 用 这 种 错 位 布 置, 因 为 这 种 布 置 会 减 少 结 构 的 冗 余 度, 降 低 结 构 的 抗 侧 刚 度, 靠 近 柱 为 的 板 受 力 很 不 利, 也 不 符 合 结 构 体 系 传 力 直 接 简 单 的 基 本 要 求 所 以 个 人 建 议 抗 震 设 防 区, 都 不 宜 采 用 错 位 布 置 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 不 宜 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 3 当 长 跨 跨 度 L1 与 短 跨 跨 度 L2 之 比 L1/L2 不 大 于 1.5 时, 宜 采 用 双 向 正 交 的 井 字 梁, 根 据 项 目 的 情 况, 优 先 采 用 大 井 字 梁 套 小 井 字 梁 的 形 式, 因 为 存 在 大 小 井 字 梁 的 分 格, 板 和 小 井 字 梁 的 截 面 取 值 配 筋 等 更 为 经 济 合 理 一 般 情 况 下, 钢 筋 混 凝 土 的 井 字 梁 的 楼 盖 的 跨 3
度 控 制 在 15m 以 内, 型 钢 混 凝 土 ( 宜 采 用 实 腹 式, 不 宜 采 用 空 腹 式 ) 井 字 梁 的 跨 度 控 制 在 27m 以 内 也 可 以 采 用 预 应 力 混 凝 土 井 字 梁, 但 在 高 烈 度 区, 不 应 采 用 后 张 无 粘 结 和 全 预 应 力, 因 为 其 其 延 性 较 差 另 外 考 虑 到 施 工 费 用 高 周 期 长, 要 求 高, 个 别 楼 层 采 用 井 字 梁 时 不 建 议 采 用, 当 大 部 分 楼 层 为 井 字 梁 时, 经 技 术 经 济 分 析 后 也 可 以 采 用 但 预 应 力 筋 不 宜 过 多, 预 应 力 强 度 比 不 应 大 于 0.75. 4 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, 纵 横 两 个 方 向 的 井 字 梁 之 间 的 距 离 宜 相 等, 不 宜 小 于 2m, 也 不 宜 大 于 3m 和 40 倍 板 厚, 其 两 个 方 向 的 距 离 比 值 可 取 0.6-1.6, 同 时 还 应 综 合 考 虑 刚 度 和 经 济 指 标 要 求 5 井 字 梁 要 区 分 框 架 井 字 梁 和 非 框 架 井 字 梁, 和 框 架 柱 或 剪 力 墙 壁 柱 相 的 井 字 梁 应 按 框 架 梁 的 要 求 进 行 设 计 ( 即 框 架 井 字 梁 ) 在 抗 震 设 防 区, 框 架 井 字 梁 要 计 算 水 平 地 震 作 用, 非 框 架 井 字 梁 可 只 考 虑 重 力 荷 载 和 可 变 荷 载, 当 成 大 跨 度 时, 两 者 都 需 要 考 虑 竖 向 地 震 作 用 框 架 井 字 梁 与 框 架 柱 形 成 局 部 单 跨 时, 该 局 部 单 跨 框 架 不 利, 其 抗 震 等 级 应 提 高 一 级 三 尺 寸 确 定 1 现 浇 井 字 梁, 设 计 时 宜 按 T 形 截 面 梁 计 算 由 于 井 字 梁 结 构 纵 横 方 向 梁 能 起 到 侧 面 相 互 约 束 作 用, 使 得 梁 截 面 宽 度 较 小 时, 也 不 会 发 生 侧 向 失 稳 破 坏 因 此 井 字 梁 截 面 宽 度 尺 寸 可 比 普 通 梁 截 面 宽 度 小 一 些 通 常 井 字 梁 宽 度 b 取 1/3(h 较 小 时 )1/4(h 较 大 时 ), 但 梁 宽 不 能 小 于 200mm 2 两 个 方 向 的 井 字 梁 的 高 度 h 宜 相 等, 一 般 常 用 的 井 字 梁 截 面 高 度 为 跨 度 的 1/20~1/15, 高 跨 比 应 按 挠 度 验 算 确 定, 普 通 混 凝 土 井 字 梁 可 取 1/18~1/15, 型 钢 混 凝 土 井 字 梁 可 取 1/20~1/16, 当 结 构 在 两 个 方 向 的 跨 度 不 一 样 时, 取 短 跨 跨 度 3 井 字 梁 应 验 算 裂 缝 和 挠 度 ( 室 内 普 通 的 梁 可 不 验 算, 因 当 前 规 范 有 缺 陷, 计 算 裂 缝 比 实 际 实 力 裂 缝 大 很 大 ), 挠 度 验 算 时 应 考 虑 长 期 刚 度 降 低 的 不 利 影 响, 而 不 是 直 接 按 照 程 序 算 出 的 弹 性 挠 度 判 断, 也 可 以 考 虑 施 工 起 拱 的 有 利 影 响 挠 度 f 一 般 要 求 f 1/300, 跨 度 较 大 或 使 用 要 求 较 高 时 f 1/400 4 井 字 梁 和 边 梁 相 交 的 支 座 可 按 铰 接 计 算, 但 与 框 架 柱 或 剪 力 墙 壁 柱 相 交 的 支 座 应 按 框 架 进 行 计 算 虽 然 和 边 梁 相 交 的 支 座 可 按 铰 接 计 算, 但 边 梁 从 概 念 设 计 的 角 度 仍 需 加 强, 采 取 相 应 的 构 造 措 施, 如 加 高 梁 ( 比 其 他 梁 高 100mm) 加 宽 边 梁, 箍 筋 等 级 提 高 并 加 密, 采 用 4
四 肢 箍, 腹 板 抗 扭 钢 筋 也 应 该 加 强 等 支 承 井 字 梁 的 边 梁, 应 考 虑 井 字 梁 非 理 想 铰 接 产 生 的 扭 转 等 不 利 影 响, 按 弯 剪 扭 构 件 进 行 设 计, 其 扭 矩 折 减 系 数 应 视 两 侧 楼 板 情 况 取 0.7~1.0. 对 于 边 梁 截 面 高 度 的 选 取, 按 单 跨 梁 的 规 定 执 行, 一 般 可 取 h=l/8~l/12(l 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 四 结 构 布 置 1 井 字 梁 梁 系 布 置 很 关 键, 它 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 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 2 井 式 梁 板 结 构 的 布 置 方 式 一 般 有 以 下 几 种, 下 面 分 别 予 以 说 明 : 1 正 向 网 格 梁 : 网 格 梁 的 方 向 与 屋 盖 或 楼 板 矩 形 平 面 两 边 相 平 行 正 向 网 格 梁 宜 用 于 长 边 与 短 边 之 比 不 大 于 1.5 的 平 面, 且 长 边 与 短 边 尺 寸 越 接 近 越 好 2 斜 向 网 格 梁 : 当 屋 盖 或 楼 盖 矩 形 平 面 长 边 与 短 边 之 比 大 于 1.5 时, 为 提 高 各 项 梁 承 受 荷 载 的 效 率, 应 将 井 式 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, 于 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 为 构 造 及 计 算 方 便, 斜 向 梁 的 布 置 应 与 矩 形 平 面 的 纵 横 轴 对 称, 两 向 梁 的 交 角 可 以 是 正 交 也 可 以 是 斜 交 此 外 斜 向 矩 形 网 格 对 不 规 则 平 面 也 有 较 大 的 适 应 性 3 三 向 网 格 梁 : 当 楼 盖 或 屋 盖 的 平 面 为 三 角 形 或 六 边 形 时, 可 采 用 三 向 网 格 梁 这 种 布 置 方 式 具 有 空 间 作 用 好 刚 度 大 受 力 合 理 可 减 小 结 构 高 度 等 优 点 4 设 内 柱 的 网 格 梁 : 当 楼 盖 或 屋 盖 采 用 设 内 柱 的 井 式 梁 时, 一 般 情 况 沿 柱 网 双 向 布 置 主 梁, 再 在 主 梁 网 格 内 布 置 次 梁, 主 次 梁 高 度 可 以 相 等 也 可 以 不 等 5 有 外 伸 悬 挑 的 网 格 梁 : 单 跨 简 支 或 多 跨 连 续 的 井 式 梁 板 有 时 可 采 用 有 外 伸 悬 挑 的 网 格 梁 这 种 布 置 方 式 可 减 少 网 格 梁 的 跨 中 弯 矩 和 挠 度 5
五 配 筋 构 造 井 字 梁 的 配 筋 和 一 般 梁 的 配 筋 基 本 上 要 求 相 同, 但 在 设 计 中 必 须 注 意 以 下 几 点 1 在 横 梁 与 纵 梁 交 叉 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 在 在 横 梁 与 纵 梁 交 叉 点 处, 两 个 方 向 的 梁 在 其 上 部 应 配 置 适 量 的 构 造 负 钢 筋, 以 防 在 荷 载 不 均 匀 分 布 时 可 能 产 生 的 负 弯 矩, 这 种 负 钢 筋 截 面 面 积 一 般 相 当 于 其 下 部 纵 向 受 拉 钢 主 筋 截 面 积 的 1/4~1/5 所 以 要 求 长 跨 梁 的 负 筋 应 放 在 短 跨 梁 的 负 筋 上 面 3 为 解 决 纵 横 两 个 方 向 井 字 梁 端 部 剪 力 过 大, 当 箍 筋 不 能 满 足 端 部 剪 力 又 不 可 能 增 大 梁 断 面 的 前 提 下, 把 端 部 最 大 剪 力 值 减 去 箍 筋 承 担 的 剪 力 余 下 的 剪 力, 采 用 增 加 弯 起 鸭 筋 来 解 决, 对 鸭 筋 的 构 造 要 求, 由 端 部 支 座 内 边 到 第 一 排 钢 筋 弯 起 点 的 距 离 不 应 小 于 50mm 4 井 字 梁 交 叉 处 两 侧 宜 分 别 设 置 附 加 箍 筋, 同 时 受 力 较 大 方 向 的 箍 筋 应 在 交 叉 处 穿 过, 交 叉 处 必 须 配 置 箍 筋 5 井 字 梁 在 边 梁 支 承 处 如 按 铰 接 考 虑, 梁 顶 应 配 置 构 造 负 筋 并 按 受 拉 钢 筋 进 行 锚 固 六 计 算 方 法 可 以 采 用 SATWE 等 软 件 和 静 力 手 册 等 进 行 计 算, 注 意 各 自 方 法 的 适 用 范 围 1 两 种 计 算 方 法 在 计 算 井 字 梁 结 构 时, 井 字 梁 中 间 交 叉 点 的 内 力 计 算 均 按 照 空 间 交 叉 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 大 小 进 行 计 算, 协 调 条 件 为, 在 每 一 点 处 交 叉 梁 的 线 位 移 相 等 2 两 种 计 算 方 法 最 大 不 同 在 于 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 主 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 大, 这 主 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 大, 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 大, 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 因 此, 井 字 梁 计 算 时 应 考 虑 梁 节 点 处 的 变 形 协 调 通 常 情 况 下, 支 承 井 字 梁 的 边 梁 将 发 生 大 小 不 等 的 变 形, 对 井 字 梁 内 力 产 生 不 可 忽 略 的 影 响 只 有 当 边 梁 刚 度 远 大 于 井 字 梁 刚 度 时, 才 可 以 近 似 的 采 用 一 般 结 构 静 力 计 算 手 册 的 方 法 里 计 算 井 字 梁 内 力 6
这 是 一 个 网 友 的 问 题, 问 题 截 图 如 下 : 7