钢筋混凝土井字梁结构的设计

浅析钢筋混凝土井字梁结构的设计

【摘要】：井字梁结构是工程中较为常见的一种结构型式。本文就钢筋混凝土井字梁结构设计及构造需要注意的有关问题予以探讨，以供参考。

【关键词】：井字梁；结构设计

中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：

1.前言

钢筋混凝土井字梁结构常用于跨度较大、房屋净空高度要求高的房间，大多数设置在屋面层，本文就钢筋混凝土井字梁结构设计及构造需要注意的有关问题予以探讨。

2、井字梁结构的布置

钢筋混凝土井字梁实际上是从双向板演变而来的一种结构形式，其特点是：梁交叉处无支撑，交点处的荷载由两根梁按单位刚度的比例分担，单位刚度大的梁承担的多，井字梁布置时应充分了解这种特点，使两个方向的梁受荷均匀、变形协调。

井字梁结构的短跨跨度一般不宜大于15米，平面的长边与短边之比不宜大于1.5，其布置方式常用的主要有正交正放和正交斜放两种。当平面的尺寸接近正方形时一般采用正交正放的方式来布置井字梁，否则宜采用正交斜放的方式来布置井字梁。采用正交斜放的方式平面四角的梁短而刚度大，对长向梁起到弹性支撑的作用，有利于长边受力。

3、井字梁结构的计算

井字梁结构可以简化为四周支撑刚度很大、绝对不变形，井字梁与周边支撑简支的计算模型。在实际工程中，支撑井字梁楼盖的可能是墙体，也可能是主梁。墙体支撑的情况较为符合上述计算模型的假定条件，在这种情况下可以采用satwe等结构计算软件计算，也可以通过静力手册中的计算图表手算井字梁的配筋，笔者曾通过比较，二者的计算结果差别不是很大。当主梁支撑时和上述计算模型的假定条件相差较大，在这种情况下建议采用satwe等结构计算软件整体计算，通过调整加强主梁的刚度，使主梁的挠度变形不宜过大，避免在使用过程中由于主梁的挠度产生的竖向变形过大，使井字梁内力重分布从而造成结构的安全隐患。

4、井字梁结构的构造

井字梁两个方向的梁间距可以相等，也可以不相等。如果不相等，则要求两个方向的梁间距之比宜小于1.5，梁间距一般在1.5~3.5米较为经济。

井字梁两个方向的梁高度应相等，可根据楼盖荷载的大小取

l/15~l/20。井字梁的宽度一般取梁高的1/3~1/4，梁宽不宜小于150。

井字梁的挠度一般要求不大于1/250，要求较高时不大于1/400。井字梁结构对于支撑边梁的高度一般可按跨度的1/8~1/12选取，梁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适当调整。

井字梁楼盖的混凝土强度等级不应低于c20.，为避免和减小楼盖

混凝土的收缩裂缝，混凝土强度等级也不宜太高。

井字梁的配筋和一般梁的配筋基本上要求相同，不同之处是：a、在两个方向梁交点处，短跨度方向梁下部的纵向钢筋应放在长跨度方向梁的下面，这一点和双向板的配筋方向相同。

b、两个方向的梁交点处互为弹性支座，因此，设置钢筋时井字梁的下部钢筋不能在交点处断开，应直通到两端主梁处支座。

5、井字梁结构设计时需要注意的问题

5.1井字梁荷载取值不应遗漏

a. 利用静力手册中的计算图表手算时不能忽略梁的自重荷载，井字梁结构中梁的自重占的比例很大，如果手算时遗漏可能影响结构的安全。如果采用结构软件计算，梁自重都会自动计算，一般不会存在这个问题。

b. 这种结构一般空间都比较大，在设计时要考虑到模板支撑的问题，下层楼板计算时应根据实际情况考虑相应的施工荷载。

5.2井字梁的两个方向的梁在交点处在上部均应配置适当的构造负筋，以防止由于荷载的不均匀分布可能产生的负弯矩。

5.3当楼盖或屋盖采用设有内柱的井字梁时，应沿柱网双向布置主梁，再在主梁网格内布置井字梁，与柱子相连的主梁必须参与整体结构的抗震计算。

5.4当井字梁周边有柱子时，井字梁布置时应避开柱位。在井字梁和柱子相连处，井字梁边界条件为固端，当避开柱位后边界条件就比较接近上文所述的计算模型，需要注意的是井字梁靠近柱位处

的板应加强构造处理。实际工程中由于建筑造型和功能的要求，井字梁与柱子避不开时，应把与柱子相连的井字梁设计成主梁，小井字梁嵌套其中，使楼面荷载从小井字梁传到主梁，再到柱子。主梁的高度一般应高于井字梁的高度，建筑不允许时也可以取同高，但必须参加结构的整体抗震计算。

6、结语

由于实际工程的多样性和复杂性，实际结构中的边界条件与支座条件要复杂的多，需要结构设计师根据井字梁的特点和实际情况采取合理计算模型，适当的构造措施，使结构设计与实际受力变形尽量接近。

参考文献

【1】《混凝土结构构造手册》第三版中国有色工程设计研究总院主编2003

【2】《建筑结构静力计算手册》中国建筑工业出版社 1993 【3】《全国民用建筑工程设计技术措施》中国建筑标准设计研究院 2009