井字梁的计算与设计

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第１７期　２　０　０　７年６月　山　西　建　筑　Ｖｏ１．３３　Ｎｏ．１７　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｊｕｎ．２００７　・９３・　文章编号：１００９—６８２５（２００７）１７—００９３—０２　井字梁的计算与设计　范　辉　摘要：介绍了井字梁的计算及一般构造要求，提出了井字梁配筋在设计中应注意的要点，对井式梁板结构的五种布置　方式进行了详细的探讨，对各种布置方式的优点进行了说明，为井字梁的计算与设计提供了参考依据。　关键词：井字梁，裂缝，挠庹，简支端　中图分类号：ＴＵ３７５．１　文献标识码：Ａ　１　井字梁的计算及一般构造要求　值在１．２　ｍ～３　ｍ较为经济，但不宜超过３．５　ｍ。　１）井字梁与柱子采取“避”的方式，调整井字梁间距以避开柱　１１）两个方向井字梁的高度ｈ应相等，可根据楼盖荷载的大　位；避免在井字梁与柱子相连处井字梁的支座配筋计算结果容易　小，取ｈ＝Ｌ２，／２０，但最小ｈ不得小于短跨跨度１／３０。梁宽取梁　出现的超限情况；减少梁柱节点在荷载作用下，由于两者刚度相　高的１／３（ｈ较小时）或１／４（ｈ较大时），但梁宽不宜小于１２０　ｒｌ１ｒ１．ｎ。　差悬殊而成为受力薄弱点以致首先破坏，由于井字梁避开了柱　井字梁的挠度厂一般要求ｆ￣１／２５０，要求较高时ｆ￣１／４００。　位，靠近柱位的区格板需另做加强处理。　１２）井字梁的楼板。井字梁现浇楼板按双向板计算，不考虑　２）井字梁与柱子采取“抗”的方法，把与柱子相连的井字梁设　井字梁的变形，即假定双向板支承在不动支座上。双向板的最小　计成大井字梁，其余小井字梁套在其中，形成大小井字梁相嵌的　板厚为８０　ｒｌ１ｒ１．ｎ，且应不小于板较小边长的１／４０。　结构形式，使楼面荷载从小井字梁传递至大井字梁，再到柱子。　１３）井字梁的配筋和一般梁的配筋基本上要求相同，但在设　３）井字梁截面高度的取值以刚度控制为主，除考虑楼盖的短　计中必须注意以下几点：　向跨度和计算荷载大小外，还应考虑其周边支承梁抗扭刚度的影　ａ．在两个方向梁交点的格点处，短跨度方向梁下面的纵向受　响。　拉钢筋应放在长跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋的下面，这与双　４）由于井字梁楼盖的受力及变形性质与双向板相似，井字梁　向板的配筋方向相同。　本身有受扭成分，故宜将梁距控制在３　ｍ以内。　ｂ．在两个方向梁交点的格点处不能看成是梁的一般支座，而　５）井字梁一般可按简支端计算。　是梁的弹性支座，梁只有在两端支承处的两个支座。因此，两个　６）当井字梁周边有柱位时，可调整井字梁间距以避开柱位，　方向的梁在布筋时，梁下面的纵向受拉钢筋不能在格点处断开，　靠近柱位的区格板需做加强处理，若无法避开，则可设计成大小　而应直通两端支座。钢筋不够长时，必须采用焊接，其焊接质量　井字梁相嵌的结构形式。　必须符合有关规范要求。由于两个方向的梁并非主、次梁结构，　７）钢筋混凝土井字梁是从钢筋混凝土双向板演变而来的一　所以两个方向的梁在格点处不必设附加横向钢筋。但是在格点　种结构形式。双向板是受弯构件，当其跨度增加时，相应板厚也　处，两个方向的梁在其上部应配置适量的构造负钢筋，不宜少于２　随之加大。但板的下部受拉区的混凝土一般都不考虑它的作用，　根（Ｉ）１２，以防在荷载不均匀分布时可能产生的负弯矩，这种负钢　受拉主要靠下部钢筋承担。因此，在双向板的跨度较大时，为了　筋一般相当于其下部纵向受拉钢筋的１／３。　减轻板的自重，可以把板的下部受拉区的混凝土挖掉一部分，让　１４）井字梁楼盖的混凝土强度等级不应低于Ｃ２０，为了避免　受拉钢筋适当集中在几条线上，使钢筋与混凝土更加经济、合理　和减小楼盖混凝土的收缩裂缝，混凝土的强度等级不宜太高。　地共同工作。这样双向板就变成为在两个方向形成井字式的区　１５）井字梁和边梁的节点宜采用铰接节点，但边梁的刚度仍　格梁，这两个方向的梁通常是等高的，不分主次梁，一般称这种双　要足够大，并采取相应的构造措施。若采用刚接节点，边梁需进　向梁为井字梁（或网格梁）。　行抗扭强度和刚度计算。边梁的截面高度不小于井字梁的截面　８）井字梁的支承。井字梁楼盖四周可以是墙体支承，也可以　高度，并最好大于井字梁高度的２０％～３０％。　是主梁支承。墙体支承的情况是符合计算图表的假定条件：井字　１６）与柱连接的井字梁或边梁按框架梁考虑，必须满足抗震　梁四边均为简支。当只有主梁支承时，主梁应有一定的刚度，以　受力（抗弯、抗剪及抗扭）要求和有关构造要求。梁截面尺寸不够　保证其绝对不变形。　时，梁高不变，可适当加大梁宽。　９）井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等，则一般需控制其长　１７）对于边梁截面高度的选取，应按单跨梁的规定执行，一般　短跨度比不能过大。长跨跨度Ｌ１与短跨跨度Ｌ２之比最好是不　可取ｈ＝Ｌ／８～Ｌ／１２（Ｌ为边梁跨度）。梁柱截面及区格尺寸确　大于１．５，如大于１．５不大于２，宜在长向跨度中部设大梁，形成　定后可进行计算，根据计算情况对截面再做适当调整。　两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁，井字梁可按４５　对角　１８）在边梁内应按计算配置附加的抗扭纵筋和箍筋，以满足　线斜向布置。　边梁的延性和裂缝宽度限制要求。　１０）两个方向井字梁的间距可以相等，也可以不相等。如果　１９）在节点两边边梁要增设附加吊筋或吊箍，将交叉梁的全　不相等，则要求两个方向的梁间距之比ａ／ｂ＝１．０－－２．０。实际设　部支座反力传到边梁的受压区；在楼面梁端部（一倍梁高的范围）　计中应尽量使ａ／ｂ在１．０～１．５之间为宜，最好按井字梁计算图　需加密箍筋，且不少于够＠１００。　表中的比值来确定，应综合考虑建筑和结构受力的要求，一般取　２０）井字梁最大扭矩的位置，一般情况下，四角处梁端扭矩较　收稿日期：２００７—０１—２９　作者简介：范辉（１９７８一），男，助理工程师，邢台市建筑设计研究院，河北邢台０５４０００　维普资讯 http://www.cqvip.com ・９４・　第３３卷第１７期　２　０　０　７’年６月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ　ｒＩ瓜Ｅ　Ｖ０１．３３Ｎｏ．１７　Ｊｕｎ．２００７　文章编号：１００９—６８２５（２００７）１７．００９４—０２　高层剪力墙中连梁设计　任摘宇毛艳红　要：介绍了连梁的工作和破坏机理，指出连梁设计应满足强剪弱弯的原则，并从降低连梁的刚度和弯矩设计值、改变　连梁的几何尺寸、开水平通缝、交叉配筋等方面阐述了连梁的设计，为设计出延性较好的连梁提供了理论基础。　关键词：剪力墙结构，连梁设计，跨高比　中图分类号：ＴＵ３７５．１　文献标识码：Ａ　１连梁的工作和破坏机理　这一过程中，连梁起到了一种耗能的作用，对减少墙肢内力，延缓　连梁的裂缝会　在风荷载和地震荷载作用下，剪力墙墙肢产生弯曲变形，使　墙肢屈服有着重要的作用。但在地震反复作用下，不断发展，直到混凝土受压破坏。　连梁产生转角，从而使连梁产生内力。同时，连梁端部的弯矩、剪　力和轴力又反过来约束了墙肢的内力和变形，改善了墙肢的受力　２连梁设计　在墙肢和连梁的协同工作中，剪力墙应该具有足够的刚度和　状态。高层建筑剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏可分　两种，即脆性破坏（剪切破坏）和延性破坏（弯曲破坏）。连梁在发　强度。在正常的使用荷载和风荷载作用下，结构应处于弹性工作　结构允许进入弹塑　生脆性破坏时就丧失了承载力，在沿墙全高所有连梁均发生剪切　状态，连梁不会产生塑性铰。在地震作用下，破坏时，各墙肢丧失了连梁对它的约束作用，将成为单片的独立　性状态，连梁允许产生塑性铰。根据抗震设计规范总则的要求，　梁。这会使结构的侧向刚度大大降低，变形加大，墙肢弯矩加大，　建筑物在遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，一般不损　并且进一步增加Ｐ一△效应（竖向荷载由于水平位移而产生的附　坏或不需修复仍可使用，当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震　加弯矩），并最终可能导致结构的倒塌。连梁在发生延性破坏时，　时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。因此，剪力墙的设计　梁端会出现垂直裂缝，受拉区会出现微裂缝，在地震作用下会出　应该保证不发生剪切破坏，也就是要求墙肢和连梁的设计符合强　现交叉裂缝，并形成塑性铰，结构刚度降低，变形加大，从而吸收　剪弱弯的原则，同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服，而且要　大量的地震能量，同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对　求墙肢和连梁具有良好的延性。　墙肢起到一定的约束作用，使剪力墙保持足够的刚度和强度。在　因此，在实际工程中要使连梁设计满足强剪弱弯的原则，设计　大，其范围约为跨度的１／４～１／５，建议在此范围内适当加强抗扭　措施。　３）三向网格梁。当楼盖或屋盖的平面为三角形或六边形时，　可采用三向网格梁，这种布置方式具有空间作用好、刚度大、受力　合理、可减小结构高度等优点。　４）设内柱的网格梁。当楼盖或屋盖采用设内柱的井字梁时，　一２井式梁板结构的布置方式　井式梁板结构的布置一般有以下５种：　１）正向网格梁。网格梁的方向与屋盖或楼板矩形平面两边　般情况沿柱网双向布置主梁，再在主梁网格内布置次梁，主次　　相平行。正向网格梁宜用于长边与短边之比不大于１．５的平面，　梁高度可以相等也可以不等。５）有外伸悬挑的网格梁。单跨简支或多跨连续的井式梁板　且长边与短边尺寸越接近越好。　有时可采用有外伸悬挑的网格梁，这种布置方式可减少网格梁的　２）斜向网格梁。当屋盖或楼盖矩形平面长边与短边之比大　　于１．５时，为提高各向梁承受荷载的效率，应将井式梁斜向布置。　跨中弯矩和挠度。参考文献：　该布置的结构平面中部双向梁均为等长度等效率，于矩形平面的　５００１１—２００１，建筑结构抗震设计规范［ｓ］，　长度无关。当斜向网格梁用于长边与短边尺寸较接近的情况，平　［１］ＧＢ　ＧＢ　５００１０—２００２，混凝土结构设计规范［ｓ］．　面四角的梁短而刚度大，对长梁起到弹性支承的作用，有利于长　［２］［３］ＤＢ　１３（Ｊ）０５—２００２，建筑结构设计统一技术措施［ｓ］．　边受力。为构造及计算方便，斜向梁的布置应与矩形平面的纵横　［４］郝世信，滕福崇．钢筋混凝土结构构造手册（第３版）［Ｍ］．北　轴对称，两向梁的交角可以是正交也可以是斜交。此外斜向矩形　网格对不规则平面也有较大的适应性。　京：冶金工业出版社，１９９９．　Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｉｓｓｉｏｎ　ｂｅａｍ　ＦＡＮＨｌｌｉ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｃａｉｓｓｉｏｎ　ｂｅａｍ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃｏｒｒｅ—　ｓｏｎｄｐｉｇ　ｎｋｅｙ　ｐｏｉｎｔｓ　ｄｅｓｅｒｖｉｎｇ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｖｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｆｏｒｍｓ　ｆ　ｏｃａｉｓｓｉｏｎ　ｂｅａｍ－ｓｌａｂ　ｓｔｒｕｃｔｒｅｕ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｄ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｏｓｅ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｆｏｒｍｓ　ａｒｅ　ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｎ．’ｇ　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅａｉｓｓｉｏｎ　ｂｅａｍ，ｃｒａｃｋ，ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ，ｓｉｍｐｌｙ　ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｅｎｄ　收稿日期：２００７一Ｏ１＿２３　作者简介：任宇（１９７９一），男，助理工程师，中国矿业大学建筑设计研究院，江苏徐州２２１００８　毛艳红（１９７７一），女，助教，九州职业技术学院建筑工程系，江苏徐州２２１００８