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探究建筑结构设计中的钢筋混凝土井字梁楼盖

2018-07-09 14:43  来源:未知   编辑:王会晶  点击:次   [我要评论]

  钢筋混凝土井字梁楼盖在保证建筑结构稳定性、整体性上发挥出不可估量的作用。笔者根据多年的工作实践分析,这种建筑结构是一种交叉梁结构,有着受力均匀、合理,截面高度高、节约刚才的优点,其在工程项目中应用有效的减少了工程施工投资。但是在这一技术的应用上,因为工程技术的不成熟、经验不多而影响到整体效果的发挥,因此设计人员必须要掌握各方面内容,从根本上保证井字梁楼盖结构设计质量,从而达到预计工作标准要求。
 
  现代建筑工程中,钢筋混凝土的使用越来越广泛,由此引起了人们对混凝土施工新方法的研究。随着我国城市化建设的快速推进,科技的高速发展,国内各城市的高层、大跨度建筑结构不断涌现,这是建筑事业蓬勃发展新气象,这也促使了一些新技术、新结构在建筑结构中的广泛应用。其中,井字梁钢结构便是最突出的一种,成为工业、民用建筑物中广泛使用的结构体系,为建筑物整体性、耐久性和功能的提高奠定了技术基础。
 
  一、建筑结构设计中钢筋混凝土井字梁的平面布置方式
 
  钢筋混凝土井字梁结构设计的施工是一个复杂、系统、多样的环节,就常见的结构形式而言,它主要包含以下几种:
 
  1、正交井字梁。这种井字梁结构在通常情况下都是将正交井字梁布置同整个建筑结构结合起来,通过正面相交的方式与建筑结构的楼板、楼顶以及楼盖的举行平面平行大致,从而使得整个井字梁的长度得到有效的控制,同时其长度、短度都应当尽量可能的和预计标准接近。
 
  2、三向井字梁。当楼盖或屋盖的平面为三角形或六边形时,可采用三向井字梁。这种布置方式具有空间作用好、受力合理、刚度大、可减小结构高度等优点。
 
  3、斜交井字梁。在一个工程项目中,如果说平面的长边和短边之间的差距较大话,为了更好的提高建筑工程的质量、结构整体强度,通常都会采用斜交井字梁进行平面布置和施工。这种梁体结构的应用有效的提高了建筑结构整体性,而且方便了建筑平面布置。由于井字梁的长短和布置方式一直,因此常常都能避免整个结构的中间环节,有利于建筑结构整体功能的发挥,为建筑事业发展做出贡献。同时,在工程设计方面,为了更加准确的计算井字梁的精确度,我们还可以根据正交、斜交的方式来布置,从而达到用户居住和环境适应性要求。
 
  4、设有内柱的井字梁。在建筑工程中如果楼盖或应用设有内柱的井字梁时,通常可以采用柱网双向布置主梁的方式,然后在主梁网格内进行次梁的布置,并且主次梁高度不仅可以相等而且还可以不等。
 
  5、设有外伸悬挑部分的井字梁。单跨简支或多跨连续的井字梁有时可设有外伸悬挑部分。该种布置方式可减少井字梁的跨中弯矩和挠度。
 
  二、建筑结构设计中井字梁楼盖的构造要求
 
  1、井字梁楼盖中区格尺寸的取值应综合考虑建筑和结构受力的要求。
 
  2、与柱连接的井字梁或边梁按框架考虑,满足受力和构造要求,若梁截面不足,则梁高不变,适当增大梁宽。
 
  3、在对井字梁进行计算时,通常采用弹性方法计算,并且计算的挠度值也不能太大,在设计的过程中挠度值应控制在L/300~L/400范围以内。而如果楼盖的跨度过大时,在施工的过程中,应该在施工之前进行起拱,从而使挠度减小。
 
  4、井字梁楼盖混凝土强度等级应大于C20,为了避免和减小楼盖混凝上收缩裂缝,其强度不宜过高,跨度较大时一般宜采用C30。
 
  5、井字梁和支承边梁的相交节点宜采用铰接节点,边梁刚度应足够大,并采取相应的构造措施;若采用刚接节点,则边梁需进行抗扭强度和刚度计算,边梁截面高度宜比井字梁高出20%~30%。
 
  6、在进行井字梁施工和建设的工程中,普通情况下都是将这一梁体结构的跨度控制在8m~24m之间,利用科学的跨度来配置周边的横向梁和书箱梁,并且和钢筋混凝土的正面要求相结合,使得整个井字梁楼盖形成两个独立的体系,进而充分发挥出预计工作标准和作用。
 
  7、实例分析
 
  某商场大厅的屋盖面积约519平方米,横向4跨,纵向3跨,柱网尺寸为6000mm×7200mm。经过方案比较,确定该井字梁按柱网尺寸的一半布置,梁跨度分别为24.0m和21.6m,梁距分别为3.0m和3.6m,梁截面尺寸为350mm×1100mm,板厚为h=100mm。为了加强整个屋盖结构的整体性,沿四周柱间设置了400mm×1350mm的边框梁,一方面对井字梁起支座作用,一方面对整个屋盖起拉结和约束作用。混凝土强度等级采用C30,经过计算得知,在井字梁相交的节点处剪力均有突变值,其值随梁跨的减小而增大,反之,随梁跨的增大而减小,这种现象说明,在井字梁体系中存在着相互支撑的作用,在遵守变形协调的前提下,线刚度大的短跨梁所承担的荷载大于线刚度小的长跨梁所承担的荷载,最终使各梁的支座反力趋于一致。
 
  三、建筑结构设计中钢筋混凝土井字梁的配筋构造要求
 
  井字梁的配筋和一般梁的配筋基本上要求相同,均应通过计算确定抗弯、抗剪、抗扭钢筋。但在设计中必须注意以下几点:
 
  1、不同方向的井字梁的相交的节点不应该被当作是一般性的支座,该相交接点是梁的弹性支座,而在井字梁的两端支撑处的才是梁的支座。所以,在进行井字梁的配筋施工时,应该使纵向受拉钢筋直接贯穿井字梁的两个支座。如果受拉钢筋的长度不够时,应该采用焊接技术将钢筋增长,而进行焊接时必须严格按照焊接技术的相关要求。
 
  2、由于两个方向的梁并非主、次梁结构,所以在两个方向梁相交的节点处不必设置附加横向钢筋。但是在节点处,两个方向的梁在其上部应配置适量的构造负筋,不宜少于2Ф12,以防在荷载不均匀分布时可能产生负弯矩,这种负筋的面积一般相当于其下部纵向受拉钢筋面积的1/3。
 
  3、在两个方向梁相交的节点处,跨度短的梁下部的纵向受拉钢筋应放在跨度长的梁下部的纵向受拉钢筋的下面,并保证在梁端一倍高度的范围内,两个方向的箍筋不小于Φ8@100。
 
  结束语
 
  随着科技的飞速进步,建筑事业的发展速度不断加快。在现代化工程施工建设中,各种先进设备在充分利用的同时,我们还需要对整个梁体结构的施工设计要点进行分析,以保证工作的顺利进行。总之,我们可以预见在未来建筑事业中,钢筋混凝土井字梁楼盖的施工设计必定会更加优秀。同时城镇化建设的快速推进,促进了建筑行业的高速发展,建筑施工技术、施工材料和设备与原来相比发生了巨大变化,为我国建筑事业发展打下了坚实的物质、理论和技术基础。
 
  参考文献
 
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  [2]马友利,孙利平.井字梁结构的设计与计算研究[A].土木建筑学术文库(第13卷)[C].2010
 
  [3]王学永.建筑结构设计应注意的几个问题[J].科技信息(科学教研),2008,(18)
 
  [4]张琴芝.建筑结构设计中常见问题探讨[J].广东科技,2009,(12)
 
  [5]张红星,李胜男.浅谈井字梁结构设计[A].土木建筑学术文库(第13卷)[C].2010
 
  [6]李永梅,高向宇,韩月.ANSYS对土木工程专业基础课程的辅助教学[A].土木建筑教育改革理论与实践(第12卷)[C].2010

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