所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2017-06-24 15:45 熱度:
很多建筑中都會用到井字梁設計技術,井字梁因為獨特的結構特性決定了它在橫縱方向上都有很好的剛度,本文主要論述了井字梁設計技術在建筑結構中的應用。
《世界建筑》是國家一級雜志,中國建筑科學類核心期刊。它創刊于1980年10月,由清華大學主辦,國內外公開發行。《世界建筑》是介紹國外的建筑思潮和理論、建筑設計、城市設計、景觀建筑作品和進行建筑評論的專業刊物,是中國建筑界了解世界建筑動態的主要窗口,中外建筑師對話的平臺,中外建筑文化交流的橋梁。
隨著建筑業的飛速發展,各式各樣的建筑如雨后春筍出現在祖國大地上。特別是一些大型的建筑,因為其特別的結構特征對建筑的質量要求也越來越高。。本文對井字梁的設計進行了深入分析,并對其在建筑結構中應用進行探討。
鋼筋混凝土井字梁結構是從雙向板結構演變過來的一種結構形式。雙向板屬于受彎構件,隨著雙向板跨度的增加,雙向板板厚也會增加,雙向板下部的受拉區混凝土一般不起抗拉的作用,拉力通常由下部鋼筋承擔。所以,當跨度較大時,為了減輕雙向板的自重,把板下部受拉區的混凝土換成一橫向縱向交錯的梁。這樣雙向板下方就形成井式的網格梁,這種網格梁通常不區分主次梁,高度相同,這種梁稱作井字梁。當雙向板的跨度較大但橫縱方向的跨度比又不超出雙向板的范圍時,比較適合采用井字梁結構形式。這種結構通常被采用在一些公共建筑中,如學校、圖書館、商場等。本文就井字梁設計技術在建筑結構中的應用進行了深入分析探討,總結井字梁的類型和使用范圍。
1井字梁的設計原則
1.1 當井字梁結構位置和柱子位置沖突時,設計人員需要對井字梁的間距進行調整,使井字梁結構避開柱子,當無法避開的時候,可以采取大小井字梁相搭配的結構形式。另外還需要對柱子頂部的樓板進行加固,確保建筑物有足夠的抗震能力。
1.2 當井字梁樓蓋橫、縱方向的跨度不同時,要保證井字梁結構橫縱兩個方向的長短跨度比在合理的范圍內。可以在較長跨度不設置大梁,來增加井字梁結構的穩定性,并形成兩個井字梁結構體系。
1.3 在確定井字粱間距時,要按照工程設計方案的要求,并結合國家規范和行業標準來進行。同時要充分考慮到梁板結構的剛度要求,一般將間距控制在1/12L~1/16L范圍內,并且不超過4m。
1.4 確保建筑結構具有足夠的抗扭能力、抗剪能力、抗彎能力。在確定井字梁截面尺寸時,如果梁的截面積不符合要求,在滿足相關規定和設計要求的條件下可以適當增加井字梁的寬度。另外在確定井字梁扭矩時可選取最大值,來保證梁結構有足夠的抗扭能力。
2 井字梁結構的布置
2.1 井字梁作為一種空間內力結構,它的布置合理與否關系到建筑樓蓋結構的穩定性,也會影響樓蓋結構的受力情況。所以,井字梁結構的布置時要遵循以下原則:首先,采用偶數原則來布置井字梁,這可以使樓蓋的受力更為均衡。雙向相同的井字型梁可以提高樓蓋結構體系的支撐力,使荷載分布均勻,這種雙向相同的井字梁布置需要兩個方向上的梁格間距和井字梁的剛度都相同。
2.2井字梁常用的布置方式
2.2.1正交網格梁
正交網格梁是當前最常見的井字梁結構,正交網格梁的方向平行于樓蓋。在施工中合理控制正交網格梁的長短邊的長度,長短邊的比值小于3/2,且越接近越好。如下圖所示
2.2斜交網格梁
當樓矩形平面長短邊之比大于3/2時,應采用斜交井式網格梁,這種結構能夠提高主梁結構承載力的效率,同時有利于提高樓蓋的整體性。當長邊與短邊長度相近時,平面四角的梁短而剛度大,對長梁起到彈性支承的作用,有利于長邊受力。保證各個梁柱之間的受力平衡。為構造及計算方便,斜向梁的布置應與矩形平面的縱橫軸對稱,兩向梁的交角可以是正交也可以是斜交。此外斜向矩形網格對不規則平面也有較大的適應性。
2.3 三向網格梁
當樓蓋的平面為三角形或六邊形時,可采用三向網格梁。這種布置方式具有受力合理、剛度大、空間作用好、可減小結構高度等優點
2.4 設內柱的網格梁
當樓蓋采用設內柱的井式梁時,通常情況要沿柱網雙向布設主梁,然后在主梁網格內再布置次梁,主次梁高度可以相同也可不同。
3 井字梁結構在建筑結構中的應用
3.1鋼筋混凝土井字梁結構的特點
鋼筋混凝土井字梁結構可以提升鋼筋混凝土樓蓋等結構的剛度和穩定性。鋼筋混井字梁結構是一種梁相互交叉的形式,使梁成為雙向受力構架,他不僅能夠減小梁高,增加建筑空間,還能夠使得建筑物更加美觀。鋼筋混凝土井字梁的設計施工中最重要的環節是界面尺寸的確定、井字梁的平面布置和配筋等,井字梁的布置形式有正向網格、斜向網格、三向網格等。井字梁的截面寬度不要太大,以提高井字梁縱橫向梁對側向的約束,使井字梁更加穩定避免側向變形。
3.2 井字梁的配筋是井字梁設計中的重要部分,它關系到井字梁的承載力的大小。所以做好井字梁的配筋工作是很有必要的,下面是配筋的一些方法:
3.2.1 鋼筋放置。當井字梁結構中橫縱方向的梁相交部位,是井字梁的薄弱環節,為了確保梁的質量,相交部位的鋼筋放置正確與否是非常關鍵的。同時在橫縱方向的相交點布設鋼筋時,需要將短跨度梁下部的鋼筋設在較長跨度梁下部鋼筋以下。
3.2.2在給井字梁進行配筋的時候首先需要明確支座的位置。對井字梁來說,只有兩端支撐處有支座,節點處是不能設置支撐支座的。因此,在給梁底部配置鋼筋的過程時,節點處的強度一定要達標,不能出現鋼筋屈服的情況。
3.3鋼筋混凝土井字梁結構設計中的注意事項
在房屋建筑中鋼筋混凝土井字梁的使用非常普遍,但因為操作不當或是設計方面的原因使混凝土出現裂縫,因此必須采取相應的措施來保證不出現裂縫,這需要優化井字梁結構的設計方案。首先,要保證井字梁結構有足夠的強度、剛度來承受樓上傳遞下來的荷載之和,同時還要保證井字梁的配筋符合建筑設計的規范要求,并且嚴格控制混凝土配合比,使混凝土的強度得到保證。通過加強對混凝土振搗和混凝土防護等措施來提高混凝土的強度,從而達到提高建筑混凝土結構的穩定性的目的。
4結論
伴隨時代的進步,人們對大空間的需求更加迫切,井字梁結構作為一種解決大跨度問題的結構形式在建筑行業備受追捧。在民用建筑工程中,更是得到廣泛的應用,井字梁結構提高了梁板的力學性能,增加了房屋的室內空間。設計施工人員應該結合井字梁結構的特點,根據建筑工程的施工規模,結合樓蓋的荷載情況,從結構和配筋等多方面來優化井字梁結構設計方案。本文通過對井字梁的特點及配置形式進行分析,探討井字梁在建筑結構中的應用,從而提高建筑結構的跨度和力學性能。
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文章標題:井字梁設計技術在建筑結構中的應用
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