摘要：结合工程实例，从结构效率和经济效益等方面，对比结构方案阐述井字梁结构的受力特点、应用范围。
关键词：井字梁结构体系；工程实例；安全性
井字梁结构是由双向板演变而来的一种结构形式，因其具有双向受力且良好的建筑布置效果的特点，在工程中应用广泛，多见于较大跨度的民用建筑楼（屋）盖中，例如，会议室、门厅等。本文通过两个工程实例，对井字梁的受力特点、布置方式等方面进行阐述。
1井字梁结构的构造特点
1.1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，可以降低梁高以达到增大建筑净空的效果。1.2井字梁楼盖两个方向的跨度宜尽量相等，一般控制两个方向的跨度比小于等于1.5，如大于1.5小于等于2，宜采用斜放井字梁布置形成多个井字梁相嵌的结构形式。1.3井字梁梁格间距一般取1.5~3m较为经济，不宜超过4m。1.4井字梁高度宜取跨度的1/20，沿个方向宜相同。梁宽与梁高的比值约为的1/3~1/4，最小值需大等于120mm。1.5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。1.6井字梁的钢筋设置特点：a.在梁两个方向交点的格点处，短跨梁下面的纵向钢筋应放在长跨梁下面的纵向钢筋的下面。b.井字梁结构只有在两端支承处的两个支座，在梁交点处不能作为支座，因此，梁在布筋时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。钢筋长度不够时，必须采用机械或焊接连接。
2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。
3工程实例
3.1工程一。某高中教学办公楼为7层框架结构，首层层高5.5m，其他各层层高3.8m。标准层设置2个较大教室，轴线尺寸约为12mx14.5m。标准层荷载取值为：恒载7.0Kn/m2,活载3.0Kn/m2。结构平面尺寸为矩形，其长短边之比约为1：15。原方案拟采用主次梁框架结构，主梁截面采用350x900（图示KL1）,次梁截面采用250x700,板厚取120mm。计算后发现此方案梁配筋及挠度都偏大，而且由于跨度较大所采用的梁截面也较大使建筑净高减小，经研究后采用井字梁结构布置方案。梁截面取250x750（与框架柱相连的梁宽取300）,梁间距约为2.5m~3.5m，板厚取100mm。（见图1）两个方案比较可见，井字梁结构布置不仅减小了梁的配筋和挠度，而且使建筑净高增大，使建筑更加美观。无论从建筑造价还是建筑使用方面都优于主次梁方案。3.2工程二。某综合楼为8层框架结构，拟在顶层设置大会议室（见图2），层高为5.0m，建筑使用要求楼层净高不小于4m。荷载取值为恒载6.0Kn/m2,活载3.5Kn/m2。原方案采用正方井字梁布置，梁截面取值为300x1000,楼板厚120mm。经计算分析后发现此方案中井字梁出现主次梁结构关系，梁挠度和配筋过大，且在短方向与框架柱相连的梁出现超筋现象，不符合井字梁结构受力均匀的特点。现采用斜放井字梁方案，梁高与板厚同原方案。经分析比较，由于斜交井字梁没有明显的主次梁关系，两个方向的受力均匀，而且提高了梁承受荷载的效率。计算结果显示梁配筋及挠度经济合理满足规范。斜放井字梁需注意以下几点：首先，由于正放井字梁没有主次梁关系，梁交点处不设附加箍筋，不同于正放井字梁，斜放井字梁的平面四角位置处的短梁刚度大对长梁起到弹性支承作用，所以斜交井字梁交点处均应双向设附加箍筋；其次，位于屋面层的梁柱，由于梁柱节点钢筋过多不易锚固，井字梁应调整间距以避开柱位，避免了由于两者刚度相差悬殊而造成的受力薄弱点破坏。同时由于井字梁避开了柱位，靠近柱位的区格板及边梁的抗扭刚度应做加强处理。
4结论
本文通过两个工程实例的具体分析有如下结论：4.1井字梁结构相对于主次梁结构，在大开间及建筑净高要求较严的情况下具有明显优势。其传力简单，受力均匀，节约造价，外形美观的特点都使其成为最佳优选方案。4.2井字梁不同的布置方式，其结果也不尽相同。如工程2所示，当楼（屋）盖长边与短边之比接近或大于1.5时，斜放井字梁布置方式更能发挥梁的受荷载效率使其受力均匀传力简单。而且，在不规则的平面布置中，斜放井字梁有更大的适应性。综上所述，设计人员应该充分注意到井字梁的受力特点，具体问题具体分析，确保设计的合理性和安全性。
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）[M].北京：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.
作者：宋晓光 单位：上海原构设计咨询有限公司辽宁分公司
