鋼筋混凝土井字梁樓蓋的分析和設(shè)計(jì)

【摘要】建筑工程建設(shè)在城市化進(jìn)程不斷加速的情況下，得到了飛速發(fā)展的，而在這一過程中，也同樣涌出了大量的新型施工技術(shù)和施工材料，這對于我國建筑行業(yè)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。鋼筋混凝土井字梁樓蓋就是現(xiàn)代工程體系中一種較為常見的施工技術(shù)，該結(jié)構(gòu)體系對于整個(gè)建筑工程所起到的穩(wěn)定作用極為重要。本篇文章主要針對鋼筋混凝土井字梁樓蓋的分析以及設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討，以期為鋼筋混凝土井字梁樓蓋技術(shù)的完善作出貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土；井字梁樓蓋；分析；設(shè)計(jì)

引言

建筑工程體系中，利用鋼筋混凝土井字梁作為樓蓋形式，能夠使得建筑工程自身的質(zhì)量、穩(wěn)定性等有所提升，并且還能夠在一定程度上使得鋼材的使用量大幅度減少，進(jìn)而達(dá)到降低工程建造成本的目的。但是就我國目前實(shí)際利用鋼筋混凝土井字梁樓蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工的相關(guān)情況來看，其中的施工難度較大，必須要和工程的實(shí)際情況相結(jié)合，才能夠使得井字梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量有所保障。下文主要這呢對鋼筋混凝土井字梁樓蓋的分析以及設(shè)計(jì)措施進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討。

一、鋼筋混凝土井字梁的平面布置方式

就目前的鋼筋混凝土井字梁結(jié)構(gòu)施工的實(shí)際情況而言，其可以分為了五種平面布置方式。

1.1正交井字梁

通常情況下，采用正交井字梁平面布置時(shí)，正交井字梁的方向應(yīng)該與建筑的樓蓋的矩形平面平行，而且對正交井字梁的邊長也有一定的限度，通常其長邊和短邊的長度應(yīng)該盡量接近。

1.2斜交井字梁

在建筑工程中，如果樓蓋的矩形平面的長邊比短邊的長度大許多時(shí)，為了提高建筑工程的質(zhì)量和強(qiáng)度，通常會(huì)采用斜交井字梁平面布置方式。采用斜交井字梁進(jìn)行鋼筋混凝土井字梁平面布置時(shí)，由于平面教的井字梁長度短和剛度過大，對中部長井字梁起到彈性支承的作用，從而有利于長邊受力。為使計(jì)算更加的方便，必須要求構(gòu)造的科學(xué)性，并且斜交井字梁的布置也應(yīng)該和樓蓋的矩形平面縱橫軸相互對稱，兩個(gè)方向的梁的交角可以是正交也可以是45度對角線斜交。因而斜交井字梁對不規(guī)則的屋蓋或樓蓋平面有較大的適應(yīng)性。

1.3三向井字梁

當(dāng)樓蓋或屋蓋的平面為三角形或六邊形時(shí)，可采用三向井字梁。這種布置方式具有空間作用好、受力合理、剛度大、可減小結(jié)構(gòu)高度等優(yōu)點(diǎn)。

1.4設(shè)有內(nèi)柱的井字梁

在建筑工程中如果樓蓋或應(yīng)用設(shè)有內(nèi)柱的井字梁時(shí)，通常可以采用柱網(wǎng)雙向布置主梁的方式，然后在主梁網(wǎng)格內(nèi)進(jìn)行次梁的布置，并且主次梁高度不僅可以相等而且還可以不等。

1.5設(shè)有外伸懸挑部分的井字梁

單跨簡支或多跨連續(xù)的井字梁有時(shí)可設(shè)有外伸懸挑部分。該種布置方式可減少井字梁的跨中彎矩和撓度。

某車站站房建筑面積2519平方米，為3層框架結(jié)構(gòu)，其中附屬辦公房屋為3層，候車大廳為9米高的單層建筑。在進(jìn)行候車大廳的屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為保證建筑物的內(nèi)部使用空間、節(jié)約造價(jià)，經(jīng)過對各種方案的比較分析，最終決定采用正交鋼筋混凝土井字梁屋蓋。

二、井字梁樓蓋的構(gòu)造要求

2.1井字梁樓蓋執(zhí)行施工措施的過程中，其平面上所呈現(xiàn)出的相關(guān)跨度，應(yīng)當(dāng)要嚴(yán)格的控制在8m-24m的范圍內(nèi)，同時(shí)，兩向跨度位置在相近的情況下，也最好做到相等，并且對于鋼筋混凝土井字梁樓蓋中所存在的正交井字梁蓋進(jìn)行設(shè)置的過程中，其梁蓋所呈現(xiàn)出的短邊長度、長邊長度要盡可能的保持相同，如果說差異較大，那么就應(yīng)當(dāng)要針對長邊采取大梁加設(shè)的措施，來使得井字梁樓蓋能夠形成較為完善的井字梁體系。

2.2井字梁樓蓋中區(qū)格尺寸的取值應(yīng)綜合考慮建筑和結(jié)構(gòu)受力的要求，一般為1.2m～3m較為經(jīng)濟(jì)，且a/b≈1。

2.3井字梁、支承邊梁中所存在的相交節(jié)點(diǎn)中，應(yīng)當(dāng)要采取鉸接節(jié)點(diǎn)的措施，其邊梁所呈現(xiàn)出的剛度性能也要保持與設(shè)計(jì)參數(shù)想復(fù)合，同時(shí)使用對應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施；如果說使用剛接節(jié)點(diǎn)，那么在這一環(huán)境下的邊梁就必須要執(zhí)行抗扭強(qiáng)度、剛度上的精確計(jì)算，并且要保證邊梁的相關(guān)界面高度是超過井字梁20%-30%左右。

2.4和柱體進(jìn)行連接的邊梁、井字梁應(yīng)當(dāng)要嚴(yán)格的依據(jù)框架形式加以考慮，進(jìn)而最大限度的滿足結(jié)構(gòu)體系本身的構(gòu)造要求、受力要求，如果說梁截面本身存在著一定的不足，那么梁高也應(yīng)當(dāng)要保持在適度的范圍內(nèi)，同時(shí)對梁寬進(jìn)行增加。

2.5實(shí)例分析

某商場大廳的屋蓋面積約519平方米，橫向4跨，縱向3跨，柱網(wǎng)尺寸為6000mm×7200mm。經(jīng)過方案比較，確定該井字梁按柱網(wǎng)尺寸的一半布置，梁跨度分別為24.0m和21.6m，梁距分別為3.0m和3.6m，梁截面尺寸為350mm×1100mm，板厚為h=100mm。為了加強(qiáng)整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)的整體性，沿四周柱間設(shè)置了400mm×1350mm的邊框梁，一方面對井字梁起支座作用，一方面對整個(gè)屋蓋起拉結(jié)和約束作用。

混凝土強(qiáng)度等級采用C30，經(jīng)過計(jì)算得知，在井字梁相交的節(jié)點(diǎn)處剪力均有突變值，其值隨梁跨的減小而增大，反之，隨梁跨的增大而減小，這種現(xiàn)象說明，在井字梁體系中存在著相互支撐的作用，在遵守變形協(xié)調(diào)的前提下，線剛度大的短跨梁所承擔(dān)的荷載大于線剛度小的長跨梁所承擔(dān)的荷載，最終使各梁的支座反力趨于一致。

三、鋼筋混凝土井字梁的配筋構(gòu)造要求

井字梁中所存在的配筋實(shí)際上和傳統(tǒng)形式的配筋之間所存在的差異性并不大，都可以采取計(jì)算的方式，來對于抗扭、抗剪、抗彎的鋼筋進(jìn)行確定。但是在計(jì)算設(shè)計(jì)的過程中，就必須要對于以下幾個(gè)方面引起足夠的重視：

3.1在不同方向上的井字梁交叉節(jié)點(diǎn)，本身不能夠直接作為一般性的支座來使用，在這其中的交叉節(jié)點(diǎn)本身是屬于梁的彈性支座，并且處在井字梁兩端支撐位置的梁，才是支座。因此，在執(zhí)行井字梁配筋設(shè)計(jì)的過程中，就必須要最多撒限度的保證受拉鋼筋能夠直接貫穿于井字梁的兩個(gè)支座位置之中。如果說受拉鋼筋本身所呈現(xiàn)出的長度并不充足，那么就必須要利用焊接的方式來讓鋼筋增長到足夠的長度，同時(shí)其焊接技術(shù)也必須要保證與焊接標(biāo)準(zhǔn)相符合。

3.2由于井字梁樓蓋中兩個(gè)方向上的梁，都沒有明確的主、次梁結(jié)構(gòu)劃分，那么在這兩個(gè)梁相交位置上的節(jié)點(diǎn)，就無需進(jìn)行橫向鋼筋設(shè)置。但是其節(jié)點(diǎn)位置上，縱橫梁上部位置就必須要進(jìn)行一定數(shù)量的負(fù)筋構(gòu)造，并且構(gòu)造的參數(shù)不低于2Ф12，如此一來，便能夠切實(shí)有效的避免出現(xiàn)負(fù)彎矩現(xiàn)象的可能性。通常情況下，通過這方面措施來加設(shè)的負(fù)筋面積，大約相當(dāng)于下部縱向受拉鋼筋的1/3。

3.3在井字梁樓蓋相交位置的節(jié)點(diǎn)之上，跨度本身較短的梁結(jié)構(gòu)下部縱向位置中所存在的受拉鋼筋，應(yīng)當(dāng)要直接放置在跨度較長的下部梁位置受拉鋼筋的底部，同時(shí)其鋼筋還應(yīng)當(dāng)要保證是處在梁端一倍高度左右，也就是說，兩個(gè)方向的箍筋參數(shù)都不能夠低于Φ8@100。

四、結(jié)束語

綜上所述，在我國建筑工程體系中，鋼筋混凝土井字梁樓蓋結(jié)構(gòu)屬于一種較為常見的結(jié)構(gòu)形式，建筑工程在施工的過程中對于該結(jié)構(gòu)形式加以應(yīng)用，不單能夠使得建筑結(jié)構(gòu)效率得以提升，其建筑工程的施工成本也能夠得以降低，所帶來的經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。因此，在未來建筑工程體系發(fā)展的過程中，應(yīng)當(dāng)要對于鋼筋井字梁樓蓋施工進(jìn)行不斷的完善和發(fā)展，這對于建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了較大的益處。

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