结合工程实例浅谈井字梁结构设计的体会
【摘要】结合工程实例，介绍井字梁结构这一常见结构形式的受力特点，应用范围，并从结构效率和经济效益等方面，阐述井字梁结构布置的合理化方法。

【关键词】井字梁结构体系；工程实例
1. 引言
井字梁结构体系因其双向受力的特点且具有良好的建筑布置效果，长久以来，在工程中被广泛应用，多见于开间较大的民用建筑楼（屋）盖中，例如，教室、会议室、门厅等。

本文以几个工程实例，对井字梁这一结构体系的构造特点、合理设计等方面进行阐述。

2. 井字梁结构的构造特点
2.1井字梁结构的受力机理类似于双向板结构，具有双向受力的特点，相对于主次梁结构，可以有效的降低梁高度和增大建筑净空。

2.2井字梁楼盖两个方向的跨度宜尽量相等，一般需控制长跨跨度与短跨跨度之比不大于1.5，如大于1.5小于等于2，宜采用斜放井字梁布置或于长向跨度中部设大梁，形成多个或大小井字梁相嵌的结构形式。

2.3井字梁梁格间距一般取1.5 ～3m较为经济，不宜超过4m。

2.4井字梁高度各方向宜相同，宜取跨度的1/20左右。

梁宽宜取梁高的1/3～1/4，但一般不宜小于120mm。

2.5井字梁的挠度一般要求不大于1/250，跨度较大时，可在施工时预先起拱。

2.6井字梁的钢筋设置特点：
2.6.1在两个方向梁交点的格点处，短跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋应放在长跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋的下面。

2.6.2不同于主次梁结构，在两个方向梁交点处不可视为支座，梁只有在两端支承处的两个支座。

因此，两个方向的梁在布筋时，梁下面的纵向受拉钢筋不能在格点处断开，而应直通两端支座。

钢筋不够长时，必须采用焊接或机械连接。

3. 井字梁结构的布置方法
常用的梁格布置形式有：正放井字梁、斜放井字梁、三向井字梁等，见图1。

4. 工程实例
4.1工程1。

某大学实验综合楼为9层框架结构，楼层恒载6.0Kn/m2，活载3.0Kn/m2。

首层层高5m，其他各层层高3.9m。

从2层起，每层设置2个较大的课室，轴线尺寸约为12.04mx14m。

矩型平面长短边之比约为1.16。

原方案采用常规主次梁结构布置，于房间中部设置框架大梁（图中所示KL1），梁截面取350x900，其余梁截面取250x700，板厚取120mm。

计算发现KL1的梁配筋和挠度都偏大，且由于KL1梁高较大，降低了课室的净空高度。

现方案采用正放井字梁结构布置，梁截面统一取250x750（与框架柱相连的梁宽取300），梁间距约为3m～3.5m，板厚取100mm。

两个方案相比较，现方案可以充分利用井字梁结构双向受力的特点，有效降低梁截面高度，增加建筑的净空高度，更加美观，而且梁的配筋和挠度都更趋于合理，造价更有优势。

图2工程1两种方案的平面布置示意图
图3工程2两种方案的平面布置示意图
4.2工程2。

（1）某医院综合楼为7层框架结构，顶层抽柱形成会议室，楼层恒载6.0Kn/m2，活载3.5Kn/m2。

轴线范围17.50mx22.80m，矩型平面长短边之比约为1.3。

本层层高5.0m，建筑要求梁高不大于1.0m。

原方案采用常规正放井字梁结构，梁截面统一取300x1000，楼面井字梁格间距为 3.8mx3.5m，楼板厚度取120mm。

经计算，发现井字梁呈主次梁关系，梁配筋和挠度都很大，在短方向与框架柱连接的梁出现超筋，挠度超限情况，不符合井字梁结构受力均匀和充分发挥材料受力性能的原则。

经分析后，改用斜交井字梁结构布置，梁截面统一取300X1000，楼板厚度取120mm。

（2）与原方案相比，斜交井字梁两个方向的受力均匀，没有明显的主次梁关系，提高了结构效率，梁的配筋率合理，挠度和裂缝都能满足规范要求。

因本层位于天面层，为避免边柱节点钢筋过多，不易锚固等问题，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。

井字梁避开柱位，同时应加强边梁的抗扭刚度。

另外需要注意的是，正放井字梁两个方向的梁非主次梁关系，交点处可不设附加箍筋；斜放井字梁则不同，其平面四角的梁短且刚度大，对长跨梁起到弹性支承作用，故所有斜交井字梁交点处均应双向设附加箍筋。

5. 结论
通过结合以上两个工程实例的分析对比，可见：井字梁的布置合理性，对造价高低影响至关重要，合理的布置，可以优化传力模式，降低梁高，减少配筋率，节约造价，而且对建筑效果也能起到良好的作用。

（1）从工程1可以看出：当建筑布置中需要较大的开间布置时，合理的设置井字梁结构，相对主次梁结构，可以取得明显的经济性和结构效率，并能达到建筑要求的良好效果。

（2）从工程2可以看出：当楼（屋）盖矩形平面长边与短边之比接近或大于1.5时，采用斜放井字梁的布置形式能比正放井字梁布置有明显的造价优势和结构效率。

而且，对不规则的平面布置，斜放井字梁也有更大的适应性。

（3）井字梁结构的节点处理不同于一般梁，且不同形式的井字梁结构的节点处理也有不同，应结合实际情况，认真分析处理。

参考文献
[1]建筑结构静力计算手册.编写组.建筑结构静力计算手册（第二版）.中国建筑工业出版社.1998.9.
[2]夏炎，魏大平.斜放井字梁特性和工程应用[J].建筑结构，2010.4.。