试谈井字梁结构设计中的几个常见问题

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摘要：随着我国建筑行业的进一步发展，井字梁结构在施工建筑中被广泛应用。本文从井字梁的结构特点和设计原则入手，讲述井字梁的结构布置形式并分析其中的斜放井字梁的工程应用，深入探讨一下井字梁结构设计中的几个常见问题。

关键词：井字梁; 结构设计; 问题

Abstract: along with the further development of the construction industry in our country, the well character beam structure in the construction of buildings has been widely used. This article from the well character of beam structure and design principle of, about the structure of the ribbed beams decorate a form and analysis of the inclined put ribbed beams of project application, the thorough study once ribbed beams in the design of structure of common problems.

Keywords: ribbed beams; Structure design; question

中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：

随着我国建筑行业的深入发展，井字梁凭其良好的受力特征和结构设计广泛地应用于建筑工程施工当中，因其对建筑工程质量有较大的影响，因此在井字梁结构的设计过程中高度重视井字梁的结构特点、设计原则、布置方式等。本文结合笔者井字梁工程施工经验，综述了井字梁结构设计中的一些特点和原则，并采用工程中的实例数据对工程施工中常见问题进行分析和研究。

1、 井字梁的结构特点和设计原则

1.1井字梁的结构特点

井字梁结构由钢筋混凝土双向板演变而来，如同双向板具有的随跨度增加厚度相应增加的特性，井字梁的板厚具有相同的特征。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。井字梁有以下结构特点：（1）具有较大的跨高比，适用于层高受限制，且大跨度的建筑物；（2）降低了结构自重和工程造价；（3）井字梁结构形成规则的梁格，造型美观。

1.2 井字梁的设计原则

1.2.1在井字梁的设计过程中要遵循以下几个原则：

（1）当出现井字梁楼盖两个方向跨度不等时，要控制两个方向的跨度比不超过1.5，如果跨度比超过1.5，应该在长向跨度中部设置大梁，形成两个井字梁体系。

（2）井字梁周围梁端扭矩值范围是跨度的1/5~1/4，在这个范围内，要采取适当的抗扭措施。

（3）一般情况下，若井字梁周围有柱位的时候，要调整井字梁间距来避开柱位，靠近柱位的区格板做加强处理。

（4）根据建筑的要求和结构平面尺寸来确定井字梁梁格的间距，同时，综合考虑经济效益，井字梁梁格间距应取跨度的1/12~1/6，最大不超过4m。

（5）在梁高不变的前提下，梁截面尺寸不够时可适当加大梁宽。和柱相连接的边梁或者井字梁按照框架梁考虑，要满足抗震受力要求（抗扭、抗弯、抗剪）和其他相关构造要求。

1.2.2井字梁在设计中必须注意以下两点：

（1）梁格方向梁交点的格点处，为了保证与双向板配筋的方向相同，短跨度方向梁下面纵向受拉钢筋要放在长跨度方向梁下面纵向受拉钢筋下面。

（2）梁的两个支座位于两端支承处，两个方向梁交点的格点处不是梁的一般支座，而是弹性支座。在箍筋不能满足端部剪力时，要把端部最大剪力值减去箍筋承担的剪力，剩下的剪力，通过增加弯起鸭筋解决，在这里，对鸭筋构造有一定的要求：第一排钢筋弯起点到端部支座内边的距离大于等于50毫米。

2、 井字梁的结构布置

2.1 井字梁的梁系布置一方面影响井字梁周边结构受力大小，另一方面影响井字梁楼盖体系两个方向的传力关系，井字梁的梁系布置应遵循以下两个原则：

(1) 井字梁优先采用偶数布置，这样可以使周边支撑环梁的受力较合理。

(2) 井字梁优先采用双向相同的井字布置，这样有助于井字楼盖负荷均匀分布在四周，使周边的支撑体系均匀受力，此时的井字结构受力也比较合理。

2.2按照梁格的布置形式，井字梁分为正放井字梁、斜交井字梁和三向井字梁。正放井字梁平行于屋盖或楼盖的矩形平面两个边，这里要求矩形长短边比值小于1.5；当楼盖长短边比值大于1.5时，为了提高梁的承载力使用斜交井字梁，斜交井字梁中部梁等长度等受力，且与矩形的平面长度没有关系，若出现长短边的尺寸接近，因矩形平面四角的井字梁对中部梁有弹性支撑，这种情况下，会更有利于长边受力；三向井字梁结构常用于屋盖或楼盖平面为三角形、六边形或其他一些不规则形状，三向井字梁结构受力合理，空间作用好且刚度大。

3、 斜放井字梁的工程应用分析

与其他两种井字梁布置方式相比，斜放井字梁以其较高的结构刚度，较大的负荷承载能力以及良好的延展性广泛地应用于工程中。此外，根据井字梁的长度和宽度跨度之间的比值关系，若施工的矩形盖顶平面长宽比值大于1.5，斜放井字梁的技术优越性和经济性与其他两种井字梁对比，有着明显的优势和结构效率。

斜放井字梁可以避免边梁扭曲，在边梁和井字梁相交的情况下，斜放井字梁以其结构构造优势获取较高的抗扭能力，斜放井字架可以是正交布置，也可以是斜交布置。在建筑工程施工中，根据梁距、载荷来适当调整斜放井字梁的高度，一般情况下，梁距为2米、3米时，在正放和斜放的情况下，梁的跨高比分别为1/18、1/21和1/17、1/20，若梁距大于3m，其跨高比为1/16、1/19。

4、 井字梁结构设计中的几个常见问题

正放井字梁结构设计实践过程中遇到了一些问题，在这里深入地探讨一下在荷载计算、支座处反力等方面的问题，并提出相应的解决办法。

4.1井字梁结构均匀荷载的荷载计算

在目前设计井字梁结构过程中，大部分的设计人员只考虑梁上均布恒载和活载，易忽略梁的自重恒载，以四边简支井子网格为例：

图1四边简支井子网格

四边简支井字网格为6*4，每个区格为3*4.2，如图1。加设梁上现浇板厚度为100毫米，面层厚水磨石为30毫米，板底厚抹灰为20毫米，活荷载为3kN/m2，可计算梁上均布荷载设计值为8.4kN/m2（不计梁自重），根据《井字梁结构精力计算手册》可得，井字梁两高1100毫米，将梁的总自重平均分担成面荷载，定梁宽300毫米。将梁自重计算在内时，应减掉梁板重叠部分，此时，梁重的计算高度应为1000毫米，可得到梁上均布荷载设计值为12.5 kN/m2（计梁重））

最后，可根据均布荷载设计值12.5 kN/m2计算梁的挠度和内力，而不是运用均布荷载8.4kN/m2去计算梁的挠度和内力。此外井字梁结构式空间共同受力体系，不能简单地把井字梁自重用均匀线荷载按照两边支座简支去计算内力，需要叠加通过均布荷载8.4kN/m2所求得的内力。

4.2 支座处的反力

在井字梁结构设计过程中，部分设计人员在计算井字梁支座处的反力时，易忽略周边板三角荷载或者梯形荷载，仅仅将井字梁最大剪力作为井字梁支座处的反力。如题1，再设计过程中，斜线部分的三角荷载或梯形荷载常常被忽视或者忘记。以B1处支座反力的计算为例，通过计算手册可查到井字梁最大剪力为174.6kN，B1处梯形荷载为50.6 kN，这个值和井字梁的最大剪力之间的比值不能忽视，所以，支座处反力应该是两者之和225.2 kN。在实施基础设计时，尤其基础采用浅基，这部分的荷载对基础的影响会很大，很大程度上会影响到基础的安全度。

5、 结语

井字梁结构受力情况复杂，加之其有不同的布置方式，因此在井字梁的结构设计和工程施工过程中会存在各种各样的难题和挑战，本文基于工程实践中井字梁的结构特点、设计原则、布置方式以及在工程中的应用，浅谈了井字梁结构设计中常见的两个问题，希望对以后的工程施工建设作出微薄的贡献。

参考文献：

[1]蔡玉成.井字梁结构设计中若干问题的研究[J].科技风.2008（14）：8

[2]陈增开.关于井字梁结构设计中的几个问题[J].浙江水利水电专科学校学报.2001,13(3):36-37

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