井字梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題

1、摘要:隨著國內(nèi)建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展,井字梁結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)布置方式和受力特性受到高度重視。文章綜述了井字梁結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計原則,以及井字梁的平面布置形式,并結(jié)合設(shè)計中經(jīng)常遇到的問題進(jìn)行了針對性的分析探討。關(guān)鍵詞:井字梁;結(jié)構(gòu)設(shè)計;平面布置;樓蓋設(shè)計中圖分類號:TU528文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(201001-0140-02隨著國內(nèi)建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展,井字梁結(jié)構(gòu)被越來越多的采用,該種結(jié)構(gòu)是由鋼筋混凝土雙向板演變而來,由于雙向板為受彎構(gòu)件,其跨度越大厚度也越大,同時一般不考慮雙向板下部混凝土的抗拉能力,而將該部分拉應(yīng)力由板下鋼筋承擔(dān),因此設(shè)計過程中尤其是遇到大跨度時,為了減輕自重

2、而將板下部受拉區(qū)混凝土挖去一部分,使受拉鋼筋集中在雙向相交的幾條線上,然后增高其高度使其形成梁,從而實現(xiàn)鋼筋與混凝土實現(xiàn)合理的共同作用,而若將板變?yōu)閮蓚€方向形成井字式區(qū)格梁板則成為雙向板,即所說的井字梁或稱網(wǎng)格梁。井字梁結(jié)構(gòu)設(shè)計對整個建筑工程設(shè)計質(zhì)量產(chǎn)生很大影響,由于其獨特的結(jié)構(gòu)布置方式和受力特性而應(yīng)在設(shè)計過程中受到充分重視。一、結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計原則(一結(jié)構(gòu)特點由于井字梁是由雙向板演變而來,因此其板厚具備雙向板的隨跨度增大厚度增加的特征,但若板厚增大到一定程度時下部受拉區(qū)混凝土往往被拉裂,因此在設(shè)計時一般挖去受拉區(qū)內(nèi)部分混凝土,同時將受拉區(qū)鋼筋集中在幾條線上,經(jīng)過“改造”的雙向板即轉(zhuǎn)化為井字梁。

3、該種結(jié)構(gòu)形式具有較大的跨高比,因此在層高受限制的大跨度建筑物內(nèi)比較適用;能夠減輕結(jié)構(gòu)自重,降低工程造價;該種結(jié)構(gòu)能形成規(guī)則的梁格,造型美觀,能提供美觀的頂棚。(二井字梁的設(shè)計原則設(shè)計過程中若井字梁周圍根據(jù)強(qiáng)度需要須設(shè)置柱子時,應(yīng)通過調(diào)整梁間距的措施來避免梁柱發(fā)生沖突,同時應(yīng)加強(qiáng)柱間的區(qū)格板;若井字梁樓蓋不同方向的跨度不等時,則設(shè)計過程中應(yīng)控制兩個方向跨度比,該比值最好不超過1.5,若超過該值則應(yīng)在長跨中部設(shè)置大梁以形成兩個井字梁體系;井字梁梁格間距應(yīng)根據(jù)建筑要求及結(jié)構(gòu)平面尺寸確定,同時要綜合考慮剛度和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求,通常取跨度的1/121/6,并不宜超過4m;通常情況下井字梁四周處梁端扭矩值最大

4、,最大值范圍一般為跨度的1/51/4之間,因此該范圍內(nèi)應(yīng)適當(dāng)采取抗扭措施。二、井字梁的平面布置形式正式井字梁。該種井字梁與樓蓋或屋蓋的矩形平面兩邊相互平行,并保證其長短邊盡量接近,比值不大于1.5。斜交井字梁。該種結(jié)構(gòu)出現(xiàn)于樓蓋長短邊之比大于1.5時,為提高梁的承載能力而設(shè)計的。該種結(jié)構(gòu)中中部梁為等長度等受力,與矩形平面長度無關(guān),但當(dāng)長短邊尺寸較接近時,由于平面四角的井字梁對中部梁起到彈性支撐作用而有利于長邊受力;三向井字梁。該種結(jié)構(gòu)一般用于樓蓋或屋蓋平面為三角形或六邊形等不規(guī)則形狀時,該結(jié)構(gòu)具有空間作用好、受力合理、剛度大等優(yōu)點;加設(shè)內(nèi)柱或懸挑的井字梁。當(dāng)設(shè)計包含內(nèi)柱的井字梁時一般沿柱網(wǎng)雙向

5、布置主梁,然后在主梁網(wǎng)格內(nèi)布置次梁,該種情況下主次梁高度可以不等;當(dāng)建筑物設(shè)計時遇到單跨簡支或多跨連續(xù)的井字梁時可設(shè)外懸挑部分,該種結(jié)構(gòu)形式可以減少井字梁跨中的彎矩和撓度,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震性及抗荷載性能。三、井字梁樓蓋構(gòu)造設(shè)計建筑物采用井字梁樓蓋時其樓蓋平面結(jié)構(gòu)跨度宜為8 24m,并且應(yīng)盡量保證兩向跨度相等或相近,對于正交井字梁樓蓋其長短向跨度比應(yīng)大于1.5,當(dāng)不能保證該比值時則應(yīng)在長向加設(shè)大梁或采用斜交網(wǎng)格的井字梁體系;為了盡量避免或減小井字梁樓蓋混凝土產(chǎn)生收縮裂縫,樓蓋混凝土強(qiáng)度不宜過高,但為了保證其強(qiáng)度,混凝土強(qiáng)度等級也不應(yīng)低于C20,當(dāng)跨度較大時應(yīng)采用C30。井字梁與結(jié)構(gòu)支撐體系邊梁的節(jié)點

6、宜采用鉸接節(jié)點,同時要保證邊梁有足夠的剛度,設(shè)計中若必須采用剛接節(jié)點,則必須計算邊梁的抗扭強(qiáng)度和剛度,同時最好使邊梁高度比井字梁高度高出20%30%;與柱連接的井字梁應(yīng)按照框架結(jié)構(gòu)考慮,若計算中梁截面不足,則應(yīng)適當(dāng)增大梁寬而保證梁高不變;井字梁設(shè)計時應(yīng)按照彈性方法計算,并保證其撓度值控制在L/300L/400以內(nèi)(其中L為短向跨度,當(dāng)建筑物樓蓋跨度較大時應(yīng)設(shè)計其施工時起拱來減小其撓度。四、井字梁設(shè)計布置(一井字梁平面尺寸設(shè)計過程中若遇到井字梁的兩側(cè)兩個方向的跨度不一樣時,應(yīng)盡量控制其長短跨度比最好不超過11.5,若不能保證該值時則應(yīng)采取在長跨方向加梁或采用斜向布置井字梁的方法解決,當(dāng)井字梁采用

7、斜向布置時應(yīng)保證其對角線板跨相同,此時井字梁也要保證高度一致。(二井字梁間距設(shè)計時為了盡量保證美觀井字梁兩個方向的間距應(yīng)盡可能相同,若不能保證等同的間距則也要保證其間距比L1/L2不大于1.5,并應(yīng)保證梁間距不大于4m。(三井字梁高度設(shè)計中井字梁不同方向上的高度也應(yīng)保證相等,從而實現(xiàn)井字梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題孫力(張家口市建筑勘察設(shè)計院,河北張家口075000140-井字梁不分主次,同時也保證了建筑物的美觀。其具體高度應(yīng)根據(jù)荷載及跨度大小來決定。(四井字梁的寬度設(shè)計時若采用現(xiàn)澆井字梁時梁寬宜取梁高的1/31/4,其中梁高較小時取1/3,梁高較大時取1/4;若采用預(yù)制井字梁,則梁寬宜為梁高的1/

8、2.51/3.5,梁高較小時取1/2.5,梁高較大時取1/3.5。(五井字梁的配筋一般來講井字梁的配筋等同于一般梁的配筋,但在異向梁相交的角點處,鋼筋的設(shè)置應(yīng)保證短跨方向的下層縱向受拉鋼筋位于長跨方向的下層縱向受拉鋼筋的下面,即等同于雙向板的配筋原則;不同方向的井字梁交點格點處應(yīng)設(shè)計為彈性支座而不能是一般支座,因此在進(jìn)行兩個方向梁配筋時應(yīng)保證梁下層縱向受拉鋼筋不在格點處斷開,而是直接通過兩端支座,若梁長超過鋼筋時應(yīng)保證焊接的連接方式進(jìn)行連接,其焊接質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求;由于井字梁在不同方向上不分主次,因此在其相交格點處不必附加橫向鋼筋,但必須在不同方向上部增設(shè)適量的構(gòu)造負(fù)筋,用來防止在

9、荷載分布不均勻時產(chǎn)生負(fù)彎矩,該處負(fù)筋長度一般為下部縱向受拉鋼筋的1/3。(六井字梁內(nèi)力計算井字梁樓蓋屬高次超靜定結(jié)構(gòu),其內(nèi)力應(yīng)根據(jù)梁間距不同而采用不同的計算方法,當(dāng)梁間距小于1.25m時,其計算方法可按照雙向板的計算方法,同時并可以將梁的混凝土折算成板的厚度;當(dāng)梁間距大于1.25m時,則其內(nèi)力應(yīng)按照井字梁計算,該種情況計算時一般可不考慮剪力和扭矩作用,同時也不必假設(shè)兩個方向梁剛度相等的方式進(jìn)行計算,當(dāng)然也可參照相關(guān)手冊中相關(guān)計算圖表來查表、計算井字梁最大彎矩、剪力以及撓度等值。(七支座處反力的計算設(shè)計過程中設(shè)計人員往往將該井字梁的最大剪力作為井字梁支座處反力,而忽略了井字梁周邊板的三角形或梯形

10、荷載,事實上該部分荷載不能忽視,尤其是建筑物基礎(chǔ)較淺時,該部分荷載會對基礎(chǔ)會產(chǎn)生很大影響,甚至其會在一定程度上影響整體結(jié)構(gòu)的安全性。五、結(jié)語井字梁結(jié)構(gòu)屬于復(fù)雜的空間受力體系,并且其一般跨度較大,該種結(jié)構(gòu)形式能夠在保證建筑安全的前提下提高建筑空間,因此得到廣泛運用,但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所以在設(shè)計過程中對于經(jīng)常出現(xiàn)的問題應(yīng)謹(jǐn)慎對待,嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)計才能保證最終設(shè)計成果質(zhì)量。參考文獻(xiàn)1中國有色工程設(shè)計研究總院.混凝土結(jié)造手冊M.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003.2包福還.井字梁結(jié)構(gòu)靜力計算手冊M.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999.3陳增開.關(guān)于井字梁機(jī)構(gòu)設(shè)計中的幾個問題J.浙江水利水電?？茖W(xué)報

11、,2001,13(3.4徐歸玉.鋼筋混凝土井字梁樓蓋設(shè)計的幾點體會J.科技資訊,2008,(27.作者簡介:孫力(1962-,男,河北張家口人,張家口市建筑勘察設(shè)計院工程師,研究方向:工業(yè)與民用建筑。摘要:針對開挖技術(shù)在地下管道鋪設(shè)及修復(fù)施工中的諸多不利因素,文章在介紹了幾種常見的非開挖技術(shù)施工的基礎(chǔ)上,重點結(jié)合實際工程案例,對非開挖施工中的頂管作業(yè)在排水管道鋪設(shè)及修復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的分析,對于進(jìn)一步提高非開挖技術(shù)在市政給排水及地下管道施工作業(yè)方面的施工水平均具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞:非開挖技術(shù);排水工程;頂管法;頂桿法;管道施工中圖分類號:TU992文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:100

12、9-2374(201001-0141-02沉管的發(fā)生和造成的危害在同行業(yè)中早已形成共識,沉管已成為一種災(zāi)害。由于受技術(shù)條件的限制,以往發(fā)生沉管,一般都是采取開槽翻挖,重新敷設(shè)管道。隨著城市交通的逐漸擁擠,傳統(tǒng)的開挖技術(shù)的應(yīng)用也開始受到了限制,采用非開挖技術(shù)搶修沉管倍受青睞,新材料、新工藝的引進(jìn),使沉管搶修傳統(tǒng)的“開膛破肚”技術(shù)受到挑戰(zhàn)。“非開挖技術(shù)”,既降低成本,又便利交通,使傳統(tǒng)的開挖技術(shù)望塵莫及。本論文主要討論非開挖技術(shù)在排水工程中的應(yīng)用,其施工工藝及應(yīng)該注意的問題,對于進(jìn)一步提高非開挖技術(shù)在排水工程中的應(yīng)用水平是非常有意義的。一、常用的非開挖技術(shù)施工分析(一頂管法頂管施工法是最早用在排水工程施工中的一種非開挖施工方法。最初,頂管施工法主要用于跨越孔施工時頂進(jìn)鋼套管,隨著技術(shù)的改進(jìn),頂管法也可用于無套管情況下頂進(jìn)永久性的公用管道,主要是