【结构设计】井字梁的合理布置详解

探讨井字梁设计技术在建筑结构中的应用

摘要：现代施工中加入井字梁的设计技术，可以为建筑提供较大的空间，使建筑空间布局更加灵活，所以在建筑结构设计中，大多数的钢筋混凝土框架结构都会采用井字梁技术。本文通过对钢筋混凝土井字梁结构的特点、设计、计算分析、注意事项等方面的研究，以确保设计的钢筋混凝土井字梁结构经济合理，提高井字梁结构的施工水平。

关键词：建筑结构设计；井字梁结构；设计技术；应用

0引言

近年来，随着大空间建筑结构的增加，井字梁楼盖得到了较为广泛的应用，如在大厅、宴会厅等大型公共建筑。井字梁结构为双向受力梁系，其受力合理，能够很好的解决如礼堂、宴会厅等大空间结构的楼层问题。这种结构可以用来满足建筑的功能要求，其受力经济合理，增大空间整体效果，所以设计人员经常会采用这种设计。

1井字梁结构的定义

井字梁结构在大跨度、大空间建筑中的应用十分广泛。作为一种从钢筋混凝土双向板基础上演化过'来的技术，它不仅能广泛适用于不宜采用钢网架作逑筑结构的大空间建筑，还能最大化扩大建筑使用空间，充分满足大空间建筑施工要求。井字梁结构的本质是双向受力构件，它具有良好的双向受力性能，应用时梁高可按照施工要求随意降低，同时还能在一定程度上增加建筑结构的美观度。在井字梁结构设计中，设计者需要掌握主要设计参数之一是结构截面尺寸，原因在于截面尺寸大小会直接影响到井字梁结构施工的混凝土用量、结构的承载能力以及结构的配筋方式。

钢筋混凝土结构建筑中所使用的井字梁属于交叉梁系，具有一般受力梁的所有优点，但由于其本质和一般受力梁不同，所以在设计时必须做好综合考虑，合理采取措施，充分做好结构设计原则、受力规律的了解，掌握一定的结构布置方法，并控制好结构配筋，确保井字梁设计质量。

2井字梁结构的布置与一般构造

采用钢筋混凝土井字梁方案的屋（楼）盖平面结构跨度应处于一定范围内，跨度过大或过小时都不宜采用井字梁结构，一般以8?24m为宜，且应使长短边跨度相差尽量小。一般来说，当梁长跨和短跨跨度之比处于1?1.5之间时最为理想，应尽量给与保证。若由于种种原囚无法满足此要求的话，宜在长向跨度中间设置大梁，将长跨梁分割为2个短跨梁，从而形成两个井字梁体系。

浅谈井字梁结构在办公楼大空间中的应用

井字梁结构在要求大空间的工程设计中，有着十分广泛的应用。且较为美观与经济，一般后续不需吊顶装修就有十分好的装饰效果。但在设计中，一定要结合提到的井字梁设计的要点，布置合理的结构形式才能取得好的效果。

标签： 井字梁结构;设计;大空间;应用

引言：

通常，在进行建设诸如办公楼大空间的建筑中，不允许按常规的间距设置用以支撑梁板的墙或柱，使梁跨度大，高度大，配筋大，建、构筑物净空不足，或因美观或使用要求需要梁底平齐，此时井字梁是解决这类问题的好方法。它通过纵横梁的变形协同工作，形成了类似于空间网架的结构体系，有效地降低了梁高，减小了梁的配筋。

一、井字梁结构的特点

井字梁结构由钢筋混凝土双向板演变而来。双向板是受弯构件，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，其下部的受拉区混凝土会被拉裂。为了避免这种情况发生，一般在设计时会选择挖去受拉区的一部分混凝土，然后把受拉区的钢筋聚集在几条线上，此时的双向板便转化成了井字梁。

井字梁的双向梁具有等高的特征，各方向梁之间协同工作，共同承担楼面荷载，因而具有良好的空间整体性。井字梁适用于层高、跨度要求较高的工程。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。

二、井字梁结构的设计原则

（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）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。

（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。

技术与市场　援恭疆　第１７：￣９期２０１０年　井字梁在结构设计中的应用　黎燕凌　（广西建工集团第三建筑工程有限责任公司，广西柳州　５４５００２）　摘　要：论述了井字粱结构的特点及布置方式，并结合实例分析了井字梁在结构中的应用，指出了在应用中易出现的问　题。同时也提出了在井字梁结构设计中应注意的问题。　关键词：井字梁结构；结构设计；特点；布置方式；应用；问题　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１０．０９．　０引言　井字梁（钢筋混凝土）是钢筋混凝土双向板的一种演变形　式。在双向板跨度较大时，板厚增加，自重增大，使支撑板的柱　断面和配筋也相应增大。为了减轻双向板的自重，可以将板下　部不起作用的受拉区混凝土挖掉一部分，使双向板的结构更加　合理，由此就产生了井字梁。井字梁不分主次，同位相交，高度　相当，呈井字型。当楼板是正方形或长宽比例小于１．５时，可以　采用井字梁结构，一般在设计大厅时比较常用。　１　井字梁的特点及布置方式　１．１　井字粱的特点　井字梁的两个方向的梁同向工作，可以共同承担和分配楼　面荷载，具有良好的空间整体性；和一般梁相比，井字梁的跨高　比较大，可以广泛地应用于高度受限且又需要大跨度的建筑；　井字梁与一般双向板相比，可以减小结构的高度和自重，截面　也比一般的主次梁小，同时，使用井字梁可减小柱的截面和配　筋，取得良好的经济效益。　１．２井字梁的布置方式　１．２．１正式网格梁　网格梁的方向和屋盖或者楼板的矩形平面两边相平行。正　向网格梁适宜用在长边和短边的比例不大于１．５的平面，而且　长边与短边的尺寸越接近越好。　１．２．２斜向网格梁　当屋盖或者楼盖的矩形平面长边和短边的比例大于１．５　瞄　为了充分提高各项粱承受荷载的效率，此时应将井式梁斜　向布置。该布置的结构平面中部双向梁均呈现等长度、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　接近的情况下，平面四角的梁应短而刚度大，以便长梁起到弹　性支承的作用，有利于长边受力。从构造及计算方便来说，斜向　梁的布置应该和矩形平面的纵横轴对称，两向梁的交角既可以　是正交也可以是斜交。另外，斜向矩形网格对不规则平面也有　较大的适应性。　１．２．３三向网格梁　在楼盖或屋盖的平面呈三角形或六边形时，可以采用三向　网格梁。此类布置方式具有空间作用好、受力合理、刚度大、可　减小结构高度等优点。　１．２．４设内柱的网格梁　在楼盖或屋盖采纳设内柱的井式梁时，一般沿柱网双向布　置主梁，另在主梁网格内布置次梁，主次梁高度既可相等也可　不等。　１．２．５有外伸悬挑的网格梁　且方便后期桥机轨道施工。４）混凝土采用泵车入仓，控制和保证　混凝土入仓速度，辅以吊车＋吊罐入仓，当泵车出现故障时，采用　吊罐入仓，保证施工进度和施工质量不受影响。　３．３．３温控措施　岩壁梁混凝土为二级配Ｃ３０混凝土，水泥用量较大，因而　混凝土水化热温升较大，为避免温度应力超限导致混凝土开　裂，设计要求混凝土人仓温度应严格控制在１８℃以下，且低于　环境温度３￣Ｃ以下。由于浇筑时冷冻系统没有形成，在混凝土施　工过程中采取以下措施：　（１）选用优化的配合比，在满足设计要求的混凝土强度、耐　久性和和易性的前提下，改善混凝土骨料级配，选用水化热较　低的中热水泥，避免使用早强水泥，适当掺用粉煤灰并使用聚　羧酸高效减水剂，减少单位水泥用量，以降低混凝土水化热温　升，同时，在混凝土中掺入聚丙烯微纤维起限裂作用；　（２）减小分仓长度，分仓标准长度为１２ｍ，并跳仓浇筑；　（３）尽量缩短运输时间，使混凝土快速人仓，并及时振捣密　实。采用搅拌车运输，在运输混凝土前对运输设备冲洗预冷；　（４）拌和用水、骨料仓及搅拌车冷却用水用专管从ＰＤ２探洞　引水（ＰＤ２探洞水温１３ｏＣ），水管用绝热材料包裹，实际控制混　凝土人仓温度为１８～２ｌ℃，合理安排岩壁梁施工工序及施工进　度，混凝土浇筑尽量安排在夜间等温度较低时段进行施工。　在岩壁梁混凝土施工期间和施工完成后，业主、设计、监　理、施工单位、试验中心、监测中心等参建单位对岩壁梁开挖、　受拉锚杆和混凝土外观质量和实体质量进行了多次联合检查　和评定，一致认为岩台开挖成型好，受拉锚杆倾角、位置、砂浆　密实度满足相关规范要求，岩壁梁混凝土外光内实，无温度裂　缝，施工进度、质量和安全文明施工满足业主样板工程要求，　２００８年１０月岩壁梁混凝土被建管局评为“Ａ级样板工程”。　４结语　目前，锦屏二级水电站厂房已开挖完成，比原计￣１Ｊ３２个月　的开挖工期提前２个月，竖井全断面开挖已全部贯通，施工取得　了阶段性成果。施工过程中，根据锦屏二级地下洞群结构尺寸、　地质等实际情况，有针对性采取有效的施工技术，同时得到了　参建各方的大力支持，是锦屏二级水电站能高效、快速、顺利推　进的重要因素。　作者简介：　张建均（１９７５一）。男，大学本科，高级工程师，锦屏二级厂　

框架结构中楼盖采用井字梁的工程结构设计＊

李德明

(昆明有色冶金设计研究院,云南　昆明　650051)

摘　要:介绍了框架结构中楼盖采用井字梁的工程如何选择合适的梁截面及区格尺寸,和应采取的构造措施,以及设计中应注意的问题。关键词:井字梁;楼盖;结构设计;区格尺寸中图分类号:TU375　文献标识码:B　文章编号:1004-2660(2000)02-0034-03

井字梁楼盖是肋形梁板的一种,它是由

双向板和交叉梁系组成的空间受力结构体

系,分为正交和斜交井字梁两种形式。这种

受力体系能满足建筑物有较大空间的使用要

求,受力合理,其截面高度明显低于单跨

梁,故可降低层高、节约钢材,技术经济效

益显著。它能够满意地解决会议室、娱乐

厅、商场楼盖等大空间的设计问题,且外形

美观,可省去楼盖的顶棚吊顶,给人一种美

观而舒适的感觉,同时它能容易地满足建筑

处理和装修要求,是公共建筑的首选楼盖体

系,因此受到土建设计人员的欢迎,而广泛

应用于工程设计中。

井字梁楼盖是高次超静定结构,其内力

分析及变形计算是一个十分复杂的问题,而

近年来随着电子计算机技术的迅猛发展,已

有成套的交叉梁计算程序,如中国建筑科学

研究院PKPMCAD开发部开发的TAT程序

以及建研院高层建筑技术开发部开发的TB-

SA程序等,可全面正确地解决这一难题。

故本文对井字梁的计算不再赘述,仅对

框架结构中井字梁楼盖在设计中如何选择合

适的梁截面和区格尺寸,并采取恰当的构造

措施,才能使设计达到既安全又经济的目的,发表几点拙见,不当之处请赐教。1　井字梁楼盖的一般构造

(1)适于采用井字梁楼盖的建筑物平面跨度为8～24m,且两个方向的跨度值宜相

等或相近。对于正交井字梁楼盖,长向跨度

与短向跨度的比值应不大于1.5,若比值大于1.5时,应在长向跨度中部设大梁,形成

两个井字梁体系,或采用斜交网格的井字梁

体系。(2)井字梁楼盖中区格尺寸a(a为短向区格尺寸)和b(b为长向区格尺寸)的

取值,应综合考虑建筑和结构受力的要求,