丁佳豪 李化明 孟祥华

(佳木斯大学建筑工程学院,黑龙江 佳木斯 154007)

0 引言

井字梁楼盖在当前建筑工程框架结构中的应用作为一种肋形梁板主要采用的结构形式之一,在实际建设的过程中,其基本上是由双向板和交叉梁系两者组成的,其组成的空间受力结构体系在实际运用中主要是通过正交井字梁和斜交井字梁两种方式展现出来,有效满足了当前建筑工程空间构造中受力均衡、使用科学的现实需求。在长期的运用中能够有效发现以上两种结构梁形式整体所呈现的截面高度相对于单跨梁而言,是比较低的,所以在成熟降低和施工钢材投入方面有着巨大的贡献作用。在当前大空间的工程空间内,井字梁楼盖有效满足了大空间对楼盖的高性能和美观性集中性的设计,有效省去了楼盖的顶棚吊顶,能够给人营造视觉上的冲击感,且后期装修工作也是非常简单的,技术性要求较低,已经成为了当前众多公共建筑中广泛采用的楼盖体系,土木工程建设人员普遍选择此种架构方式。此外,在实际应用中,井字梁楼盖作为一种高次超静定结构体系,设计人员在结合工程进行施工计算的过程中,需要结合其内力和变形进行计算,在解决复杂问题的层面上,积极借助计算机信息技术,通过使用精确性高的成套的交叉梁计算程序,对井字梁楼盖的受力进行精确计算和分析,有效解决实际结构架设中存在的难题,以此整体上调整工程结构设计水平。

1 当前框架结构中楼盖采用井字梁构造分析

1.1 适用性分析

当前,在框架结构中楼盖进行构造的过程中,井字梁构造的楼盖适用于整个建筑物平面跨度保持在8 m~24 m的范围内,而且两个相反方向跨度呈现相等或者相近的状态。在现今所应用的正交井字梁楼盖中,如果长向跨度和短向跨度两者比值低于1.5内,则不需要在中部架设大梁,但是若大于1.5,那么将必须在中部跨度设置大梁,且两个井字梁呈现相互交叉的状态,一般优先采用斜交网格的井字梁体系,有效满足了性能和结构需求。

1.2 中格尺寸分析

框架结构中楼盖采用井字梁工程结构设计的过程中,需要在中格尺寸进行分析,一般而言,其井字梁楼盖中区格尺寸分为短向区格尺寸和长向区格尺寸),而中格尺寸两者值的确定需要结合短向和长向进行决定,必须综合考虑整个建筑工程结构受力性能和要求分析层面上,在1.2 m~3 m之内进行取值,以此能够最大限度降低后期经济成本投入,且大量的实践证明,短向和长向尺寸比值应该相等或者与1相接近才能够表现为最佳的状态。

1.3 强度等级确定

框架结构中楼盖采用井字梁结构进行工程施工设计的过程中,其所应用的混凝土强度等级应该保持在不能低于C20的范围内,且为了有效降低楼盖混凝土在后期施工中出现收缩裂缝的现象,必须保证整个混凝土强度等级也不能够太高,不能高于C30,严格控制混凝土应用的强度等级具有非常必要的现实意义,对于保证框架结构楼盖井字梁工程结构设计的稳定性起着非常重要的作用。

1.4 节点选择形式

当前,在框架结构中楼盖采用的井字梁工程结构体系在节点选择中一般选择的节点形式优先采用铰接节点形式,此种形式的节点其营造的边梁刚度较大,且能够满足实际受力需求。但是,呈现出部分团队选择使用刚接节点,其特别需要对边梁抗扭强度和刚度进行计算分析,在保证整个边梁的截面高度不小于于井字梁的截面高度情形下,才能够进行有效设置,且高出的高度需要进行合理控制,一般超过井梁高度20%~30%的范围内则是最佳的呈现状态。

1.5 抗震受力分析

如果框架结构楼盖采用井字梁工程结构设计,那么需要充分考虑抗震受力分析结果,需要从抗弯承受力、抗剪承受力以及抗扭等方面进行构造的具体化建设和分析,必须保证整个梁截面尺寸高度有效控制,但是如果整个井字梁高度不变的情景下,需要适当增加整个梁的宽度。

1.6 布置需求

井字梁楼盖在框架结构中进行具体化布置的过程中,需要结合建筑工程功能本身需求和要求进行,沿着周边进行布置,如果面对较大的跨度下,需要适当增加整个跨度内部承受柱子。而如果选择连续井字梁楼盖的施工状态下,面对跨度较大的情景下,需要在中部设置柱子,以此从截面上满足抗震受力需求和构造需求,并且可以结合轴压比对整个柱的界面进行估算分析。整体上而言,如果中部承受柱子的界面为圆形或者方形的状态,那么角柱选择使用方形柱,而边柱可以选择使用矩形柱形式。

1.7 挠度确定

框架结构中楼盖采用井字梁工程结构设计的过程中,如果采用弹性方法对整个框架结构内力进行计算,那么所确定的挠度值必须控制在合理范围内,一般而言,应控制在不大于L/300~L/400范围内,其中L则为短向跨度。但是,如果楼盖跨度较大的情景下,工程施工人员有限选择预先拱起的方式,并且井字梁楼盖挠度必须相应减小才能够满足实际受力需求。

2 框架结构中井字梁截面尺寸的确定

框架结构中井字梁结构设计中,需要对井字梁进行设计和计算分析,在确定整个井字梁截面尺寸基础上,根据区格尺寸进行确定分析,这也是设计人员需要格外注重的问题。具体如下。

2.1 交叉梁截面高度确定分析

框架结构中楼盖中梁如果采用交叉梁截面高度基础上,那则需要按照整个楼面的均布荷载进行分析,均布荷载的计算主要是通过短向跨度进行计算分析,最终如果楼面均布荷载超出固定范围内,则需要加大整个梁截面的高度,且双向板的厚度不能够低于90 mm。

2.2 交叉梁截面宽度确定分析

框架结构中,井字梁楼盖中部梁交叉梁截面应用基础上,其宽度确定需要在根据矩形截面计算基础上进行分析,结合整个梁截面宽度的构造要求进行具体化分析,以此确定整个交叉梁截面宽度。

2.3 边梁截面宽度的选择

在井字梁楼盖体系中,边梁截面高度的选择需要从根本上按照单跨梁进行规定分析,而重点计算值L为边梁跨度。整个梁柱截面、区格尺寸同样也需要通过计算进行确定,根据实际计算情况,结合截面状况进行适当的调整和分析。

3 井字梁楼盖配筋结构分析

1)在整个框架结构中,井字梁楼盖应用最为主要保证整个受力均衡性,那么则需要对楼盖的边梁、交叉梁、柱、双向板中抗弯、抗剪、抗扭钢筋等进行精确计算和分析,在确定相邻柱子之间连接方式基础上,结合井字梁框架构成需求分析,保证整体构造和配筋需求满足实际抗震要求,并且结合框架结构的相关规定严格执行。

2)配筋及其他构造作为稳定井字梁楼盖的重要组成部分,在实际构造和建设的过程中,需要设置双向楼盖板。但是,工作人员需要结合实际区格尺寸进行确定和分析,在不超过2.5 m的情景下,需要保证整个区格板钢筋设置成为上下拉通配置成双向双层钢筋网,有效控制钢筋长度。

3)在井字梁交叉梁节点处,需要严格注重梁下部受力纵筋的确定位置,需要在结合跨度段的梁纵筋层面上,有效结合边梁实际构造需求进行计算,而节点抗剪钢筋计算配置也需要保证最终梁端梁高度范围内。

4)如果井字梁中部交叉梁下部纵筋需要伸入到边梁中,那么需要确定整个边梁的长度高于受拉钢筋的最小锚固长度。而交叉梁与边梁节点确定时,需要确定上部纵筋伸入边梁的长度高于受拉钢筋的最小锚固长度。

5)边梁作为井字梁楼盖最为重要的组成部分,在实际边梁内部进行计算的过程中,其所配置的抗扭纵筋和箍筋,最终需要符合整个边梁的延展性和裂缝宽度需求。

6)梁中梁节点相交叉的两边,需要额外增设吊筋或吊箍,以此起到有效稳定的作用,那么在增加过程中,需要在楼面梁端部进行加密箍筋的设置。

4 结语

框架结构中楼盖采用井字梁工程结构进行施工设计的过程中,设计人员需要在结合建筑工程建设需求和要求的层面上,在确定井字梁结构各个受力条件分析和具体化设置基础上,从截面尺寸确定以及配筋结构确定层面上整体提升井字梁工程结构设计水平,从而为实际井字梁楼盖的高水平应用发挥重要的促进作用。