浅谈井字梁结构的计算
浅谈井字梁结构的计算
摘要：用二种不同的计算方法，分析梁座竖向刚度对井字梁结构计算的影响，从而使结构计算更合理，更符合工程实际情况。
关键词：井字梁；支座；竖向刚度
中图分类号：U443.36 文献标识码：A 文章编号：1673-0992（2010）05A-0173-01
一、前言
目前的井字梁结构设计，广大设计人员都采用SATWE进行计算。但经常有设计人员会感到困惑，为什么采用SATWE软件计算井字梁结构，其计算结果与查井字梁等计算手册的结果相差很远？以下，本文以《井字梁结构静力计算手册》(以下简称《计算手册》)中关于井字梁结构计算的相关表格为例，与大家共同探讨这两种计算方法的联系与差异。
二、计算方法的异同
1.两种计算方法的相同之处
两种算方法在计算井字梁结构时，井字梁中间交叉点的内力计算均按照空间交叉梁系方式进行分配。即根据节点的变形协调条件和各梁线刚度的大小进行算，协调条件为，在每一点处交叉梁的线位移相等。
2.两种计算方法的不同之处
SATWE软件与《计算手册》这两种计算方法之间的最大差异在于井字梁端部支座的变形协调条件不同。SATWE软件考虑其端部支座竖向刚度对井字梁结构的影响，而采用《计算手册》方法时，无论井字梁与其端部支座是固接还是铰接，均不考虑其竖向刚度的影响，即认为井字梁端部支座处没有竖向位移。
为了更好地说明问题，本文拟通过一个工程算例，对两种计算方法的异同之处作进一步的阐述。
三、工程算例
现以梁端铰接为例，介绍一下在恒载标准值作用下两种方式的计算过程。
1.工程概况
该工程算例井字梁间距为2.7m×2.7m，面荷载为7KN/m2。在采用 SATWE软件计算时，将面荷载转化为作用在节点上的集中荷载，以便使荷载输入方式与《计算手册》的简化方式一样。同时将SATWE软件中砼容重改为0，这样可以不计梁自重。该井字梁结构的平面布置图如图1所示：
图1 井字梁结构平面布置图
2.《计算手册》算法以梁1（B轴）为例，b/a=1.0，查《计算手册》表
3.1.3得该梁正弯矩系数为0.706,则该梁的跨中最大弯矩为：
M=0.706x7x2.7x2.7x2.7=97.273KN.m
3.SATWE软件算法
（1）井字梁端部为框架主梁
当井字梁端部为框架主梁时，程序计算的梁1的跨中最大弯矩为143KN.m (如图2所示)，其与《计算手册》计算结果的误差为：[(143-97.273)/97.273]×100%=47.0%
图2 井字梁端部简支在框架主梁上的弯矩图
从计算结果可以看出，当井字梁端部简支在框架主梁上时，SATWE软件的计算结果与《计算手册》查得的结果相差很大，这主要是因为SATWE软件真实地考虑了主框架梁的竖向位移所致(如图3所示)。
图3 在恒载作用下井字梁端部简支在主框架梁上的变形图
从图中可以看出，由于框架主梁竖向变形的存在，使结构的内力通过变形协调进行分配，从而使计算结果产生差异。
（2）井字梁端部为剪力墙
当井字梁端部为剪力墙（剪力墙厚200mm）时，程序计算的梁1的跨中最大弯矩为
111KN.m(如图4所示)，其与《计算手册》计算结果的误差为：[(111-
97.273)/97.273]×100%=14.1%
图4 井字梁端部简支在剪力墙上的弯矩图
从计算结果可以看出，当井字梁端部简支在剪力墙上时，二者之间的计算结果相对相差
很小。这主要是因为砼剪力墙的竖向刚度很大，竖向位移很小所致（如图5所示）。
图5 在恒载作用下井字梁端部简支在剪力墙上的变形图
从图中也可以看出，由于砼剪力墙的竖向变形很小，与《计算手册》中不考虑井字梁端
支座竖向位移影响的基本假定十分接近，因此井字梁结构的计算结果也相差很小。
四、砖混结构，井字梁楼盖的计算
目前的SATWE和TAT软件都不能计算砖墙，因此对于这种结构形式只能进行简化计算。其处理方法如下：
(1)在PMCAD“人机交互”中按工程实际情况建模，即墙体仍按砖墙输；
(2)在SATWE软件“总信息”里的“结构材料信息”选取“砌体结构”；
(3)在SATWE软件“砌体结构”信息里选取“有限元整体算法”；
(4)在SATWE软伴“分析结果图形和文本显示”中只看井字梁计算结果即可，其他的如墙
体的计算结果等不看。
这是一种简化计算，与真实结果相比，会有一定误差，但误差不大。
五、小结
1.井字梁内力受其端部支座竖向刚度的影响很大，当设计人员采用查《计算手册》的方
法计算井字梁结构时，应注意该工程是否符合其计算假
定，如果不符合则不宜采用查《计算手册》法。
2.只要计算假定和各种计算条件相同，SATWE算法和查表法二者之间的计算误差很小。
⑤①
参考文献：
[1]《井字梁结构静力计算手册》(第二版).中国建筑工业出版社.1989.12
井字梁 设计
目录 1.工程概况 1.1东莞电力生产调度大楼为框架-剪力墙结构,首层层高为5.0m，局部区域（大厅）层高9.0m；二层~五层层高4.0m。承重架采用门字
形组合钢管架和Φ48钢管搭设。其中层高为9.0m的部位采用Φ48钢管搭设，其余部位均采用门字形组合钢管架搭救设。梁侧模、底模、顶板模板采用18mm厚多层木板辅以20mm厚杂木板及50*50mm木枋拼装、加固而成。 1.2由于首层地面为150mm厚钢筋混凝土楼板，按照施工进度计划，当三层楼板结构施工时，首层楼台板结构混凝土已经浇筑完毕22天以上，按照目前平均30℃左右的气温，届时首层楼板混凝土已经达到100%设计强度，作为三层大跨度井字梁承重架地基。 2.荷载计算 2.1首层楼板的混凝土达到设计强度的100%后，该层除自重外所能承受的活荷载为 3.0KN/m2（设计院提供）。针对以上情况分析，根据计算上层混凝土重量、模板重量、架料施工荷载等为10.6KN/m2（见下计算）， 2.1.1荷载分析 根据分析，考虑上层混凝土重量、模板架料重量、施工荷载等通过承重架全部传递于首层楼板。因此，此部分梁板为最危险点，对此部分荷载的计算如下:(按15m*24m跨计算) 楼板模板（其中包括梁的模板取0.5KN/m2）15×24×0.5=180KN 支架：3240m×38.4N/m =124.4KN 钢筋混凝土自重：126.27m3×25KN/m3=3156.75KN 施工荷载：1KN/m2×15×24=360KN
总计 180+124.4+3156.75+360=3821.15KN 每平方米荷载为：3821.15÷15÷24=10.6KN/m 2 2.1.2荷载验算 首层大厅部分承重架采用Φ48钢管搭设。首层架高最大处9000mm 作为荷载验算单位。承重架未拆除前，脚手架承受荷载均作用于首层楼板上。钢管满堂红脚手架水平间距为1000mm ×1000mm ，沿高度方向从地面以上300mm 扣结第一层水平系杆，以上每1500mm 高度扣结一层水平系杆，共计6层，立杆顶端最大悬臂长度为1200mm 。则单根最大受荷载N =10.6 KN 钢管截面积为： A=489mm 2 钢管回转半径为：i=14 d 2+d12 =1 4 482+412 =15.8mm （1） 按强度验算：支柱的受压应力为 б=N/A=10.6·103N/489mm 2=21.68N/ mm 2<[f]=160 N/ mm 2 （2） 按稳定性验算： 悬臂端长细比λ=L 0/ i=2×1200/15.8=151.9 轴心受压稳定计算系数ф=0.45 支柱受压应力N/ф·A=10600N/0.45·489mm 2=48.17 N/ mm 2 井字梁 井字梁就是不分主次，高度相当的梁，同位相交，呈井字型。这种一般用在楼板是正方形或者长宽比小于1.5的矩形楼板,大厅比较多见,梁间距3m左右. cross beam 由同一平面内相互正交或斜交的梁所组成的结构构件。又称交叉梁或格形梁。 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五种，下面分别于以说明。1、正式网格梁网格梁的方向与屋盖或楼板矩形平面两边相平行。正向网格梁宜用于长边与短边之比不大于1.5的平面，且长边与短边尺寸越接近越好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，为提高各项梁承受荷载的效率，应将井式梁斜向布置。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。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式梁时，一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跨中弯矩和挠度。 何谓井字梁，以及其注意事项 钢筋混凝土井字梁是从钢筋混凝土双向板演变而来的一种结构形式。双向板是受弯构件，当其跨度增加时，相应板厚也随之加大。但板的下部受拉区的混凝土一般都不考虑它起作用，受拉主要靠下部钢筋承担。因此，在双向板的跨度较大时，为了减轻板的自重，我们可以把板的下部受拉区的混凝土挖掉一部分，让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，一般称这种双向梁为井字梁(或网格梁)。井字梁的支承井字梁楼盖四周可以是墙体支承，也可以是主梁支承。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，以保证其绝对不变形。井字梁截面高度的取值以刚度控制为主，除考虑楼盖的短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响。由于井字梁楼盖的受力及变形性质与双向板相似，井字梁本身有受扭成分，故宜将梁距控制在3m以内,一般可按简支端计算。当井字梁周边有柱位时，可调整井字梁间距以避开柱位，靠近柱位的区格板需作加强处理，若无法避开，则可设计成大小井字梁相嵌的结构形式。井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等，则一般需控制其长短跨度比不能过大。长跨跨度L1与短跨跨度L2之比L1/L2最好是不大于1.5，如大于1.5小于等于2，宜在长向跨度中部设大梁,形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁，井字梁可按45°对角线斜向布置。两个方向井字梁的间距可以相等，也可以不相等。如果不相等，则要求两个方向的梁间距之比a/b=1.0~2.0。实际设计中应尽量使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,一般取值在1 2～3ｍ较为经济,但不宜超过3.5ｍ。两个方向井字梁的高度h应相等，可根据楼盖荷载的大小，取h=L2/20,但最小h 不得小于短跨跨度1/30.梁宽=取梁高1/3（h较小时）1/4（h较大时），但梁宽不宜小于120mm。井字梁的挠度f一般要求f≤1/250，要求较高时f≤1/400。井字梁的楼板井字梁现浇楼板按双向板计算，不考虑井字梁的变形，即假定双向板支承在不动支座上。双向板的最小板厚 为80mm，且应大于等于板较小边长的1/40。 浅谈井字梁结构的计算 摘要：用二种不同的计算方法，分析梁座竖向刚度对井字梁结构计算的影响，从而使结构计算更合理，更符合工程实际情况。 关键词：井字梁；支座；竖向刚度 中图分类号：U443.36 文献标识码：A 文章编号：1673-0992（2010）05A-0173-01 一、前言 目前的井字梁结构设计，广大设计人员都采用SATWE进行计算。但经常有设计人员会感到困惑，为什么采用SATWE软件计算井字梁结构，其计算结果与查井字梁等计算手册的结果相差很远？以下，本文以《井字梁结构静力计算手册》(以下简称《计算手册》)中关于井字梁结构计算的相关表格为例，与大家共同探讨这两种计算方法的联系与差异。 二、计算方法的异同 1.两种计算方法的相同之处 两种算方法在计算井字梁结构时，井字梁中间交叉点的内力计算均按照空间交叉梁系方式进行分配。即根据节点的变形协调条件和各梁线刚度的大小进行算，协调条件为，在每一点处交叉梁的线位移相等。 2.两种计算方法的不同之处 SATWE软件与《计算手册》这两种计算方法之间的最大差异在于井字梁端部支座的变形协调条件不同。SATWE软件考虑其端部支座竖向刚度对井字梁结构的影响，而采用《计算手册》方法时，无论井字梁与其端部支座是固接还是铰接，均不考虑其竖向刚度的影响，即认为井字梁端部支座处没有竖向位移。 为了更好地说明问题，本文拟通过一个工程算例，对两种计算方法的异同之处作进一步的阐述。 三、工程算例 现以梁端铰接为例，介绍一下在恒载标准值作用下两种方式的计算过程。 1.工程概况 该工程算例井字梁间距为2.7m×2.7m，面荷载为7KN/m2。在采用 SATWE软件计算时，将面荷载转化为作用在节点上的集中荷载，以便使荷载输入方式与《计算手册》的简化方式一样。同时将SATWE软件中砼容重改为0，这样可以不计梁自重。该井字梁结构的平面布置图如图1所示： 图1 井字梁结构平面布置图 2.《计算手册》算法以梁1（B轴）为例，b/a=1.0，查《计算手册》表 3.1.3得该梁正弯矩系数为0.706,则该梁的跨中最大弯矩为： M=0.706x7x2.7x2.7x2.7=97.273KN.m 3.SATWE软件算法 （1）井字梁端部为框架主梁 井字梁结构设计中的几个常见问题 0 引言 由于井字梁在横纵两个方向都有较大的刚度，适用于使用上要求有较大空间的建筑，如民用房屋的门厅、餐厅、会议室和展览大厅等。所以井字梁结构体系以其受力和布置方式的合理性，得到了广泛的应用，现介绍几种井字梁结构在设计中几个问题，供大家参考。 1 井字梁结构的特点： 1.1 钢筋混凝土井字梁是从双向板演变而来的一种结构形式。当其跨度增加时，板厚相应也随之加大。但是，由于板厚而自重加大，而板下部受拉区域的混凝土往往被拉裂不能参见工作。因此，在双向板的跨度较大时，为了减轻板的自重，我们可以把板的下部受拉区的混凝土挖掉一部分，让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，一般称这种双向梁为井字梁。 1.2 能形成规则的梁格，顶棚较美观。常用的梁格布置形式有：正交正放、正交斜放、斜交斜放等。 1.3 比一般梁板结构具有较大跨高比，较适用于受层高限制且要求大跨度的建筑。 2 井字梁结构的设计原则 2.1 当井字梁周边有柱位时，可调整井字梁间距以避开柱位，靠近柱位的区格板需作加强处理，若无法避开，则可设计成大小井字梁相嵌的结构形式。 2.2 井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等，则一般需控制其长短跨度比不能过大。长跨跨度L1与短跨跨度L2之比L1/L2最好是不大于1.5，如大于1.5小于等于2，宜在长向跨度中部设大梁，形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁，井字梁可按45°对角线斜向布置。 2.3 梁格间距的确定一般是根据建筑上的要求和具体的结构平面尺寸确定，通常取跨度的1/12~1/6，且一般不宜超过4m，同时还应综合考虑刚度和经济指标要求。 2.4 与柱连接的井字梁或边梁按框架梁考虑，必须满足抗震受力(抗弯、抗剪及抗扭)要求和有关构造要求。梁截面尺寸不够时，梁高不变，可适当加大梁宽。 2.5 井字梁最大扭矩的位置，一般情况下四角处梁端扭矩较大，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 井字梁截面尺寸的确定 3.1 一般的混凝土框架梁截面宽度不宜小于200mm，由于井字梁结构纵横方向梁能起到侧面相互约束作用，使得梁截面宽度较小时，也不会发生侧向失稳破坏。因此井字梁截面宽度尺寸可比普通梁截面宽度小一些。通常井字梁宽度b取1/3（h较小时）1/4（h较大时），但梁宽不宜小于120mm。 3.2 两个方向的井字梁的高度h应相等，一般常用的井字梁截面高度为跨度的1/20~1/15，当结构在两个方向的跨度不一样时，取短跨跨度。 3.3 井字梁的挠度f一般要求f≤1/250，要求较高时f≤1/400。 3.4 井字梁和边梁的节点宜采用铰接节点，但边梁的刚度仍要足够大，并采取相应的构造措施。若采用刚接节点，边梁需进行抗扭强度和刚度计算。边梁的截面高度大于或等于井字梁的截面高度，并最好大于井字梁高度的20%～ 井字梁结构设计的原则 井字梁结构（X型框架）是一种结构形式，它能够在建筑、机械和桥梁等工程中得到广泛应用。本文将探讨井字梁结构设计的原则以及在实际应用中需要注意的细节。 一、井字梁结构的原则 1. 原则一：魄力兼备 井字梁结构的设计需要兼顾美观与强度。设计者应该不断思考如何将两者兼备。设想一个建筑结构，它看起来漂亮，但在遇到自然灾害的时候无力承受，只会增加人员伤亡和财产损失。反之亦然。因此，魄力兼备，是井字梁结构设计的第一原则。 2. 原则二：优化设计 优化设计是井字梁结构设计的重点。设计师应该密切关注结构的每个部分，并利用结构的优势以实现最佳的设计效果。优化设计包括以下三个方面：减少材料消耗、增强结构的强度、提高结构的稳定性。 3. 原则三：精细计算 精细计算是井字梁结构设计的基础。它是通过计算来确定结构的每个部分的负荷和应力，并通过这些数据来设计每个部分的尺寸和材料厚度。精细计算应该综合考虑每个部分的负荷和应力，以确保结构的强度和稳定性。 4. 原则四：完善测试 完善测试是确保井字梁结构设计质量的关键。测试可以通过计算检查、实验室测试和现场测试来完成。这可以在正式使用结构之前体现出问题，并且可以在必要时对结构进行改进。测试需要对负荷能力、应力容许值和其他因素进行评估。在实际的测试过程中，应该严格遵循相关标准和规范，确保测试的准确性和可重复性。 二、井字梁结构的设计细节 1. 材料选择 在设计井字梁结构之前，需要考虑所用材料的适用性。材料的选用应该考虑环境因素，例如气候、地震、风暴和使用的场合。常用的材料包括钢、混凝土和木材。外形应该考虑材质的连接方式来提高强度。 2. 加固措施 如果井字梁结构的强度不足以满足需要，可以考虑采取加固措施来提高其强度。加固措施经常包括向结构元素加臂或向紧固件加厚度。 3. 优化连接 连接方式需要优化，以确保结构的强度和稳定性。最常见的连接方式包括固定螺栓、钻孔和拼接。选择连接方式的时候，需要考虑结构的大小和形状，网格中网格的位置，以及使用条件。这将有助于避免连接失效、开裂和疲劳等问题的出现。 4. 简化设计 井字钢管脚手架计算书 扣件式钢管脚手架的计算项目主要包括井架的整体稳定计算与地基承载力计算。 采用的钢管类型为48×3.5，井架的搭设高度为17m，考虑风荷载。 井架的构架状态为有附墙拉结,无帮忙架。 荷载--立杆的轴向压力: 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2N G + 1.4N Q 其中 N G——静荷载标准值(kN), 包括脚手架结构自重标准值和构配件自重标准值产生的轴向力；N G = 4.00 N Q——活荷载标准值(kN), 施工荷载标准值产生的轴向力总和；N Q = 3.00 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 M W计算公式 M W = 1.4w k l a h2/10 其中 w k——风荷载基本风压值(kN/m2)；w k = 0.05 l a——立杆的纵距 (m)；l a = 1.00 h ——立杆的步距 (m)；h = 1.00 立杆的稳定性计算: 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 其中 N ——立杆的轴心压力设计值 (kN): N = 9.00 ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到: = 0.48 i ——计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.58 l0——计算长度 (m),由公式 l0 = uh 确定；l0 = 1.82 u ——钢管井架的计算长度系数，由井架的高度确定；u = 1.82 A ——立杆净截面面积 (mm2)； A = 4.89 W ——立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08 M W——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩 (kN.m)；M W = 0.007 M e——偏心作用力产生的弯矩 (kN.m)；M e = 0.000 e ——偏心距 (mm)；e = 0 f ——钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 f = 39.42 [f] ——钢管立杆抗压强度设计值 (N/mm2)；[f] = 205.00 浅谈井字梁结构的设计井字梁结构优缺点浅谈井字梁结构的设计 摘要：在建筑物大点开间的情况下，井字梁楼盖是较常用的形式之一。本文简单的介绍了井字梁结构的特点、布置形式以及井字梁结构设计的一些原则。 关键字：井字梁；布置形式；设计原则；配筋要求；布置形式 Abstract: In the case of building large standard width of a room, cross beam floor is one of the more ly used form. This paper introduces the characteristics, grid-beam structure arrangement and the grid-beam structure design principles. Key words: cross beam; layout; design principles; reinforcement layout requirements; 1，井字梁结构的特点 井字梁结构由钢筋混凝土双向衍伸而来。双向盖板是受弯构件，当其跨度增加时，相应板厚也随之加大，随着双向板板厚增加到一定程度时，其半圆形的受拉区混凝土会铸铁被拉裂。为了避免这种情况发生，一般在设计选择挖去受拉区的一部分混凝土，然后钢架把受拉区的钢筋聚集在几条线上，此时的双向板便释放出来了井字梁。 井字梁的双向梁具有等高的特征，各方向梁之间协同工作，共同承担楼面载荷，因而不具良好的空间整体性。井字梁适用于于层高、跨度明确要求较高的工程。玻璃幕墙井字梁美观规则的梁格和顶棚会增加工程的美感和整体感。 2，井字梁的布置形式 钢结构井字梁计算方法探讨 0 概述 随着钢结构在我国建筑行业应用的日益发展，为了满足建筑需要，各种各样与之相适应的结构形式不断出现。而现有钢结构设计规范已不能涵盖每一种结构形式的角角落落，从而要求设计人员依据相关规范及理论，对特定的结构形式做进一步的深化剖析，使之满足工程需要，钢结构井字梁就是其中的一种结构形式。但是钢结构井字梁的面内、面外的计算长度在《钢结构设计规范》[1]中没有明确的规定，《空间网格结构技术规程》[2]中给出的是单层网壳杆件的计算长度的取值，单层网壳是空间曲面结构，钢结构井字梁只能看作是单层网壳的一种平面近似。因此，单层网壳计算长度取值方法只能做为钢结构井字梁计算长度取值的参考，而不能做为工程设计的依据。 1 理论分析 钢结构井字纵横钢梁线刚度比较接近，纵横钢梁在刚性节点处互相约束，当某根构件失稳时，周边其它构件也一起弯曲，从而对该构件的失稳起到有利的约束作用。这种约束作用的大小与与之相连的构件的线刚度大小及荷载分布有关。由于钢结构井字梁在面内、面外的屈曲模态不同，因而其构件在面内、外的计算长度也不同。对于钢结构井字梁面内，屈曲模态类似于无侧移的平面刚架[2]，在无刚性铺板的情况下，其计算长度取值可以与单层网壳类似，取为构件的几何长度。而面外计算长度则可以通过基于弹性理论的数值方法来计算构件计算长度。 2 计算方法 在已建立好的空间计算模型中，保持边界条件不变，不施加任何外加荷载，在需要计算的构件两端施加一对沿构件轴向方向的单位压力1KN，先对模型进行弹性静力分析得到对应的杆件轴向压力N，然后对模型进行弹性屈曲稳定分析，得到构件局部屈曲失稳時第一阶屈曲模态对应的临界荷载系数m，这样可以求出构件局部凹陷失稳的临界荷载=mN，然后由欧拉公式[4]可以计算出杆件的计算长度系数= /L。 5 结论 通过以上计算分析，我们发现钢结构井字梁面外计算长度不仅与约束作用的大小有关，还有与荷载分布有关。边框梁线刚度越小，井字梁计算长度越大；荷 建筑结构中井字梁设计技术的探讨 随着社会经济的蓬勃发展，建筑工程业也在不断改革创新，其中井字梁设计是保证建筑结构性能与质量的关键内容之一。井字梁的应用对跨度结构较大的建筑来说，其作用是非常巨大的，既能够保持自身的施工质量和稳定性，还能使楼盖的净高得到有效的提升，方便其在建筑顶端进行二次装饰。因此，合理的井字梁设计在建筑工程中的应用是十分重要的。本文对建筑结构中井字梁设计技术与其设计的要点进行简要的分析。 标签：建筑结构井字梁构造措施 1引言 随着社会经济的不断发展，城市化进程逐渐加快，推进了我国建筑业的快速发展。为适应城市化建设和使用的需要，各种不同的大空间建筑物大幅度涌现出来。为确保能够在较小的空间范围中，加大建筑的净空间，增加对土地的应用的效率，井字梁设计在各种不同的大空间建筑结构中的应用不断扩大。目前，我国的建筑业是一个蓬勃发展且比较有活力的产业，在将来也依然会保持飞速发展的趋势。各种大空间建筑，既能够增大建筑的净空间还可以降低建筑的梁高，由于井字梁自身具备双向受力的性能，因此深受广大群众的欢迎，特别是在大型商场、礼堂以及酒店等各种公共大空间建筑的入口大厅中得到了较为广泛的使用。 2关于建筑结构中井字梁技术的概述 （1）井字梁设计技术是以钢筋混凝土双向板为基础从而进化来的。由于钢筋混凝土双向板是受弯构件的一种，因此，在其能够达到大空间建筑的需求而要增加其跨度的时候，这必然会增它的厚度，这样会发生很多问题：其一，双向板本身的重量将其所配置的钢筋负荷能力大部分消耗了；其二，会使钢筋混凝土双向板下端受拉区的混凝土抗拉能力变弱；其三，一般在井字梁设计的时候仅把它当成安全储备考虑不充分，导致材料浪费现象严重。要有效地解决这些问题就要从以下两个方面下手：第一，加大承载能力的利用率；第二，减弱大跨度双向板的自身重量。然而事实上可以去掉混泥土双向板下端受拉区中混凝土的某一部分，确保受拉的钢筋可以放置在双向板交叉的那几条线上，再合理将其增高，这样就构成了双向井字式的梁结构。 （2）井字梁设计技术特别适用于那些不能够采取钢网架结构的较大空间的中小跨度楼盖、屋盖，可采用钢筋混凝土结构或钢混凝土结构。井字梁设计技术属于双向受力构件的一种，它既能够加大建筑的净空间还可以有效降低建筑的梁高，这样不但可以确保建筑的外表美观大方，而且还能够提供更多更广的使用面积，然而其横截面的尺寸是也一项关键的参数，它对大空间建筑结构混凝土的配筋方式、承载能力以及使用量都存在一定的影响。建筑结构中井字梁也是人们普遍使用的一种结构形式，设计技术人员一定要透彻了解其设计方式方法，这样才可以进行合理的设计。 井字梁结构设计简要分析 【摘要】井字梁就是不分主次，高度相当的梁，同位相交，呈井字型。又称交叉梁或格形梁。本文从井字梁的截面尺寸选择、计算以及构造等方面对井字梁进行了总结和阐述，希望能对 相关工程设计人员提供一些参考。 【关键词】井字梁；结构布置；计算与配筋 Brief analysis on the design of well shaped beam Structure Sun Qing-lin 【Abstract】The beam is the beam is not divided into primary and secondary,the height of the beam,with the intersection,was a font.Cross beam or lattice beam.In this paper,the character of the beam is summarized and expounded from the aspects of the selection,calculation and construction of the section of the beam. 【Keywords】Steel beam; Structural arrangement; Calculation and reinforcement 【中图分类号】TU318【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）08-0006-02 1.采用井字梁结构的条件 井字梁跨度一般不大于20m，用于建筑需要大空间且结构高度受限制或者建筑外观有该要求 的情况，且两个方的向跨度应相等或相近。如果两个方向的跨度不相等，则一般需控制其长 短跨度之比≤1.5，如＞1.5且≤2，那就需要在长向跨度中部设大梁，从而形成两个井字梁体系 或采用斜向布置的井字梁，斜向布置的井字梁可严格遵守45°对角线原则。 2.井字梁的初步设计 2.1 布置原则 井字梁梁系布置是十分关键的一项内容，它可以充分体现出井字梁楼盖体系在两个方向之间 存在的传力关系，且对周边结构的受力情况也有明显影响。需要对井字梁的间距进行科学的 调整，让其避开和框架柱的连接部位。如果井字梁与框架柱进行连接，受荷载作用的影响， 再加上两者的刚度相差较大，在受力过大情况下，梁柱节点的薄弱环节可被破坏。当不能避 开或者结构空间大时，可将和框架柱连接的井字梁设计成大井字梁，并套入小井字梁，从而 呈现出大、小井字梁镶嵌的一种形式，楼面荷载作用可以从小井字梁传递于大井字梁，之后 再传递到框架柱。井字楼盖的荷载能较均匀分配于四周，使周边支撑体系受力均匀，井字结 构受力也较合理。井字梁楼盖的受力情况、变形情况和双向板具有明显的相似性，井字梁自 身也有受扭成分，故宜将梁距控制在3m以内（一般取值在1.2m～3ｍ较为经济）。 2.2 布置方式 优先采用偶数以及双向相同的布置方案。井式梁板结构的布置有以下几种：①正向网格梁 网格梁方向需要和屋盖或楼板矩形平面两边保持平行关系。正向网格梁最好是选择长边：短 边≤1.5的平面，且长边和短边的尺寸越接近就越理想。②斜向网格梁当屋盖或楼盖矩形平面长边：短边＞1.5时，为了进一步提高各项梁承受荷载作用的能力，需要将井式梁进行斜向 布置。采用斜向布置方案可以使结构平面中部双向梁的长度及效率相同，和矩形平面的长度 无明显关系。斜向网格梁在长边与短边尺寸接近的井式梁板结构中应用，平面四角的梁短， 其刚度大，对长梁的弹性支承作用较为明显，长边受力状态良好。为了方便设计构造及计算，布置斜向梁时需要和矩形平面的纵横轴保持对称，两向梁的交角可以为正交或斜交，除此之外，斜向矩形网格对不规则平面也的适应性也较为明显。④存在内柱的网格梁当楼盖或屋盖 井字梁结构设计的原则 井字梁结构是一种常见的框架结构，通常用于建筑的桥梁、天桥、塔架、高架等建筑物中。井字梁结构设计需要遵循一些原则，以确保结构的安全性、稳定性和可靠性。本文将介绍井字梁结构设计的原则。 一、荷载计算和结构分析 在井字梁的设计中，首先需要进行的是荷载计算和结构分析。荷载计算应考虑到使用条件、使用频率和使用寿命等因素，以及施工荷载、风荷载、地震荷载、自重荷载等。在进行荷载计算时，还需要考虑到荷载的紧急性和重要性，以便设计出合理的结构模型。 然后，需要进行结构分析。结构分析是确定井字梁结构内力的过程。在结构分析过程中，需要考虑到井字梁的跨度、支座类型、节点位置等因素，以确保结构设计的稳定性和可靠性。 二、优化结构形式和尺寸 井字梁结构的形式和尺寸对其性能具有重要的影响。因此，在井字梁结构设计中，需要考虑优化结构形式和尺寸，以确保结构的最优化。 在结构形式方面，井字梁结构的设计需要采取最优化的结构形式，以确保结构的稳定性和可靠性。在尺寸方面，也需要 通过合理的尺寸设计来优化结构的性能。例如，井字梁结构的节点和梁的尺寸比例等因素都需要进行考虑，以提高结构的均匀性、稳定性和耐久性等性能。 三、材料选择和实际施工 材料选择和实际施工也是井字梁结构设计的重要环节。在材料选择方面，需要考虑材料的质量、强度和弹性等特性，以确保结构的耐久性和稳定性。在实际施工方面，需要考虑到施工的安全性和效率，以确保结构的顺利完成。 四、节点设计和连接方式的选择 井字梁结构的节点设计和连接方式的选择也是井字梁结构设计的重要方面。节点设计需要考虑到节点的强度、可靠性和稳定性等特性，以确保结构的整体性。连接方式的选择也需要考虑到连接的稳定性和可靠性，以确保结构的坚固性和耐久性。 五、实测验收和维护 在井字梁结构的设计完成后，还需要进行实测验收和维护。这是确保结构安全、可靠和长期稳定的重要环节。实测验收需要对设计方案进行检测和评估，以验证设计方案的实际性能。维护则需要对结构的使用条件、使用频率和使用寿命等因素进行考虑，以确保结构的长期稳定和可靠性。 总之，井字梁结构设计需要遵循荷载计算和结构分析、优化结构形式和尺寸、材料选择和实际施工、节点设计和连接方式的选择、实测验收和维护等原则，以确保结构的安全性、稳定性和可靠性。 井字梁的设计要求及计算 引言 钢筋混凝土井字梁是从钢筋混凝土双向板演变而来的一种结构形式。双向板是受弯构件，当其跨度增加时，相应板厚也随之加大。但板的下部受拉区的混凝土一般都不考虑它起作用，受拉主要靠下部钢筋承担。因此，在板的跨度较大时，为了减轻板的自重，我们可以把板的下部受拉区的混凝土挖掉一部分，让受拉钢筋适当集中在几条线上，使钢筋与混凝土更加经济、合理地共同工作。这样双向板就变成在两个方向形成井字式的区格梁，这两个方向的梁通常是等高的，不分主次梁，一般称这种双向梁为井字梁(或网格梁)。井字梁的设计是工程设计人员经常遇到且又必须掌握的内容。下面就对几个常见问题进行探讨： 1 楼盖构造 1.1采用井字梁楼盖的平面结构跨度宜为8~24m，两向跨度应相等或相近，对于正交井字梁楼盖，长向跨度与短向跨度的比值不应大于1.5，否则应在长向上加设大梁而形成两个井字梁体系，或采用斜交网格的井字梁体系。 1.2井字梁楼盖中区格尺寸的取值应综合考虑建筑和结构受力的要求，一般为1.2~3m较为经济，且a/b≈1。 1.3井字梁楼盖混凝土强度等级应大于C20，为了避免和减小楼盖混凝土收缩裂缝，其强度不宜过高，跨度较大时一般宜采用C30。 1.4井字梁和支承边梁的相交节点宜采用铰接节点，边梁刚度应足够大，并采取相应的构造措施;若采用刚接节点，则边梁需进行抗扭强度和刚度计算，边梁截面高度宜比井字梁高出20%~30%。 1.5与柱连接的井字梁或边梁按框架考虑，满足受力和构造要求，若梁截面不足，则梁高不变，适当增大梁宽。 1.6井字梁采用弹性方法计算，挠度值不宜过大，设计时应控制在 L/300~L/400(L为短向跨度)以内。当楼盖跨度较大时，施工时可预先起拱，以减小其挠度。 2 井字梁的计算 井字梁楼盖是高次超静定结构。根据井字梁间距的大小，可用不同的方法计算。 2.1当井字梁的间距≤1-25fa时的分布较密，可近似地按双向板计算梁的混凝土折算成板的厚度。 2.2当井字梁的间距>1.25m时，则应按井字梁计算。井字梁计算比较复杂，一般都假定： (1)不考虑剪力和扭矩的作用; (2)两个方向的梁，其刚度相等。 井字梁的设计注意事项 井字梁的计算及施工图处理（转载） 1、井字梁与柱子采取“避”的方式，调整井字梁间距以避开柱位；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位，靠近柱位的区格板需另作加强处理。 2、"井字梁与柱子采取“抗”的方法，把与柱子相连的井字梁设计成大井字梁，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。 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响。 4、由于井字梁楼盖的受力及变形性质与双向板相似，井字梁本身有受扭成分，故宜将梁距控制在3m以内。 5、井字梁一般可按简支端计算。 6、当井字梁周边有柱位时，可调整井字梁间距以避开柱位，靠近柱位的区格板需作加强处理，若无法避开，则可设计成大小井字梁相嵌的结构形式。https://www.360docs.net/doc/d019174757.html, 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，相应板厚也随之加大。但板的下部受拉区的混凝土一般都不考虑它起作用，受拉主要靠下部钢筋承担。因此，在双向板的跨度较大时，为了减轻板的自重，我们可以把板的下部受拉区的混凝土挖掉一部分，让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，一般称这种双向梁为井字梁(或网格梁)。 8、井字梁的支承井字梁楼盖四周可以是墙体支承，也可以是主梁支承。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，以保证其绝对不变形。 9、井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等，则一般需控制其长短跨度比不能过大。长跨跨度L1与短跨跨度L2之比L1/ L2最好是不大于1.5，如大于1.5小于等于2，宜在长向跨度中部设大梁,形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁，井字梁可按45°对角线斜向布置。 10、两个方向井字梁的间距可以相等，也可以不相等。如果不相等，则要求两个方向的梁间距之比a/b=1.0~2.0 。实际设计中应尽量使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,一般取值在l=2～3ｍ较为经济,但不宜超过3.5ｍ。 井字梁设计及计算浅析 摘要：钢筋混凝土井字式楼、屋盖设计，可以提供较大空间，适用于使用上 要求有较大空间的建筑，如民用房屋的门厅、餐厅、会议室和展览大厅等，近年来，在柱距较大、柱网较规整的工业中也有采用井字式现浇楼板，井字梁结构在 建筑中广泛应用。本文阐述了井字梁的结构特点、设计原则、配筋构造要求、及 计算方法等方面。 关键词：井字梁；大跨度；计算方法 一、井字梁的结构特点： 钢筋混凝土井式楼盖是从钢筋混凝土双向板的设计理论演变而来的一种结构。当双向板跨度增大时，板厚相应随之加厚，而板下部受拉区域的混凝土往往被拉 裂不能参加工作，所以为了减轻板的自重，不考虑混凝土自重，受拉主要靠下面 受拉钢筋来承担。把板的下部受拉区的混凝土挖去一部分，余下混凝土可以布置 受拉钢筋，让受拉钢筋布置到几条相互垂直的直线上，形成相互垂直的井字梁， 使钢筋与混凝土更加经济、合理地共同工作。这样双向板就变成为在两个方向形 成井字式的区格梁，这两个方向的梁通常是等高的，不分主次，一般称这种双向 梁为井字梁。 二、井字梁结构的设计原则 1、井字梁楼盖根据柱网、网格和跨度可分为：方形网格、矩形网格、双向 跨度相等、双向跨度不相等、井字梁楼盖的梁布置根据建筑或美观要求，也可布 置为斜交。常用形式为以下两种： （1）正交井字梁 网格梁的方向与屋盖或楼板矩形平面两边相平行。尽量控制长跨与短跨之比值不大于1.5，选用正交井字梁为最好。 （2）斜交井字梁 若设计确实需要屋盖或楼盖平面长跨与短跨之比大于1.5时，选用斜交井字梁较为合适，这样可以提高各向梁承受荷载的效率。该布置的结构平面中部双向梁均为等长度等效率，与矩形平面的长度无关。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。 2、井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等，则一般需控制其长短跨度比不能过大。长跨跨度L1与短跨跨度L2之比L1/L2最好是不大于1.5，如大于1.5小于等于2，宜在长向跨度中部设大梁,形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁，井字梁可按45°对角线斜向布置。井字梁跨度L1、L2最大不宜超过3.3m。 3、井字梁的截面尺寸：纵横两个方向井字梁高度应相等，井字梁的梁高为井字梁跨度的1/15~1/20。当荷载设计值大于或等于10kN/m2时，取长跨L值，当荷载设计值小于10kN/m2时，取短跨L值。现浇井字梁，设计时按T形截面梁计算，梁宽b取梁高的h/3~h/4，但也不能小于200mm。 4、井字梁的挠度限值： 一般挠度按取值，为井字梁的计算跨度。跨度较大或使用要求较高时，可取。 5、当井字梁周边有柱位时，可调整井字梁间距以避开柱位，井字梁与柱子相连处井字梁的支座配筋计算结果容易出现超限情况，靠近柱位的区格板需作加强处理。若无法避开，则可设计成大小井字梁相嵌的结构形式，把与柱子相连的井字梁设计成大井字梁，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。 本工程中存在超过4.5m的高支模，即六层8-11轴线交B-E轴线，梁为200mm×1400m m、300mm×1500mm和300mm×1550mm 的井字梁，数量多、间距小、结构自重大约335.03T、跨度大有19500m m ×19800mm，为保证混凝土浇筑质量和安全，特制定此施工方案。 结构混凝土自重验算：19.5×19.8=386.1㎡ 梁截面（0.3×1.55）面积：8+7.4+9.1+9.05+2.5+7.6+4.8+2.4=50.24M，50.24×0.3×1.55×2.4=56.07T 19.4×1.925=373.45㎡ 板截面（1.967×2）面积：1.967×2×9=35.41㎡ 板截面（1.917×2）面积：1.917×2×9=34.51㎡ 板截面（1.8×2）面积：1.8×2×7×9=226.8㎡ 板混凝土自重：296.72×0.08×2.4=56.97T 梁截面（0.2×1.4）面积：（373.45-296.72）×1.4×2.4=257.82T 混凝土总自重：257.82+56.97+56.07=335.03T 方案选取 1. 模板系统：选用钢模作为梁模板，板面厚度 2.5mm, 梁模板P3015和阳角模板Y1015进行组合,中间采用拉片厚度5mm。 2. 模板支撑系统：支撑主要采用Φ48× 3.5mm的钢管。步距800mm,立杆纵向间距800mm,横向间距800mm,梁底部顶撑400mm进行加密.小楞为1.8m,立杆、横杆、纵横水平杆6m长。 为防止支撑系统的重量过大，减轻底部结构的荷载，本工程本着切实以减轻支撑系统重量和荷载又保证浇筑结构的稳定安全和质量为原则制定方案。 3. 因跨度大20m,所以进行连续起拱，最高即最中间处按1.5‰进行，起拱高度6cm,逐渐沿长度降低，附件：1起拱高度图。 4.在6轴线到5轴线之间设置后浇带，减少因侧向位移引起的对井字梁的影响。 5.为减轻井字梁的结构重量，此处先浇筑至板底20mm处，这样做能减轻结构自重约76T，保证四、五层楼板的稳定，同时没有拆除四、五层的模板支撑系统，并转移三、四、五层的多余荷载。 6.为减轻井字梁的结构重量，在施工过程中将进行二次浇筑，第一次使用早强混凝土C45并只浇筑至现浇板底3cm处，即在此处留置施工缝，当结构强度达到设计强度的100％后，剔除梁表面的松动石子和表面浮浆，后支撑板模使用早强混凝土C45浇筑板，以期达到结构安全和质量也达到工期进度要求。井字梁
浅谈井字梁结构的计算
井字梁结构设计中的几个常见问题
井字梁结构设计的原则
井字架计算
浅谈井字梁结构的设计井字梁结构优缺点
钢结构井字梁计算方法探讨
建筑结构中井字梁设计技术的探讨
井字梁结构设计简要分析
井字梁结构设计的原则
井字梁的设计要求及计算
井字梁设计注意事项(综合)
井字梁设计及计算浅析
井字梁施工方案