井字梁的结构设计要点

1井字梁结构的特点：

1.1井字梁结构是从双向板演变而来的一种结构形式。井

字梁双向的梁通常是等高的，不分主次梁，各向梁协同工作，共同承担和分配楼面荷载，具有良好的空间整体性能。

1.2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。

1.3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。

2井字梁结构的设计原则：

2.1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。

2.2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。

2.3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%～30%。对于边梁截面高度的选取,应按单跨梁的规定执行，一般可取ｈ=L/8～L/12(L为边梁跨度)。梁柱截面及区格尺寸确定后可进行计算，根据计算情况,对截面再作适当调整。

4井字梁结构的布置：

4.1井字梁梁系布置很关键，它不仅体现井字梁楼盖体系在两个方向的传力关系，也影响周边结构的受力大小。通常梁系布置时应遵从以下布置原则：

4.1.1优先采用偶数布置。周边环梁受力大小与井字梁的

布置关系密切，当井字梁采用偶数布置时，周边支撑环梁受力较合理。

4.1.2优先采用双向相同的井字布置。双向相同的井字布

置是指两方向的梁格间距布置相同和两方向井字梁线刚度相同。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。

井式梁板结构的布置方式一般有以下五种，下面分别予以说明：

4.1.3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。

4.1.4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。

4.2此外斜向矩形网格对不规则平面也有较大的适应性。

4.2.1三向网格梁

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。

4.2.2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。

4.2.3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。

5井字梁的配筋应注意以下几点：

5.1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，这与双向板的配筋方向相同。

5.2在两个方向梁交点的格点处不能看成是梁的一般支

座，而是梁的弹性支座，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，其焊接质量必须符合有

关规范要求。

5.3由于两个方向的梁并非主、次梁结构，所以两个方向

的梁在格点处不必设附加横向钢筋。但是在格点处，

两个方向的梁在其上部应配置适量的构造负钢筋，不

宜少于2根Ф12，以防在荷载不均匀分布时可能产生

的负弯矩，这种负钢筋一般相当于其下部纵向受拉钢

筋的1/3。

6 井字梁受力计算

6．1井字梁结构的均布荷载的计算

由于《井字梁结构静力计算手册》中只提到均布荷载

的荷载值，而未提到均布荷载值的计算来由，部分设

计人员在设计井字梁结构时，容易忽略了梁的自重恒

载，而只考虑梁上的均布恒载和活载，比如，以一个

四边简支井字网格为6×4，区格长度ａ＝3ｍ，ｂ＝4.2

ｍ为例，如图1示，假定梁上的现浇板板厚为10ｍｍ，面层为30ｍｍ厚水磨石，板底为20ｍｍ厚抹灰，活荷

载为3ｋN/m2，刚可算得梁上均布荷载设计值（未计梁

自重），为8.4ｋN/m2，从计算手册可得到井字梁高为

1100ｍｍ，然后再将梁的总自重平均分担成面荷载，

定梁宽300ｍｍ。

由于板自重已计算，所以计算梁自重时，应将梁板重

叠部分减掉，因此，梁重的计算高度应为1000ｍｍ。

可得到梁上均布荷载设计值（计梁自重）为12.5kN/m2。

最后，设计人员须采用均布荷载12．5kN/m2的设计值

去计算梁的内力和挠度，而不是用均布荷载为

8.4kN/m2的设计值去计算梁的内力和挠度。另外，井

字梁结构属于空间共同受力体系，更不能简单地把每

条井字梁的自重用均匀线荷载按两边支座简支去计算

内力再和均布荷载8.4kN/m2所求得的内力进行叠加。

6．2求支座处的反力

在井字梁结构的设计过程中，有的设计人员去求井字梁支座处的反力时．往往只把该梁的最大剪

力作为井字梁的支座处的反力，而忽略了周边的板的

三角荷载或梯形荷载。如图1所示，斜线部分的三角

荷载或梯形荷载在设计过程中，经常被忘记或忽视。

以B1处为例，计算一下支座反力，查计算手册可得到

井字梁的最大剪力V1max为174．6kN，而B1处的梯形

荷载VB1为50．6kN，其值与V1max 之比不容忽视。

因此，支座处的反力RB1＝VB1+VB1max为225.2kN，如

果在进行基础设计时，特别是基础采用浅基时，这一