探讨井字梁设计技术在建筑结构中的应用

刘嘉杰

（江门市建筑设计院有限公司，广东江门 529000）

0 引言

近年来，人们居住的建筑需要更稳固的结构，这就导致井字梁设计技术在建筑结构中经常得到应用，比如学校、法院等大型建筑。运用井字梁设计技术设计的建筑可以很好地解决建筑需要很大空间的结构问题，因为景致梁结构是双向受力的结构，这种结构使受力更加均匀、楼层的支撑力更强、增强空间的整体效果，是建筑设计师经常使用的一种结构。这种结构不仅具有上述优点，而且还十分大方与美观，所以在广东江门市的建筑当中比较常见。本文就广东江门市建筑中常用的井字梁设计技术进行分析，并探讨该技术在建筑结构当中的作用和应用。

1 井字梁结构的定义

井字梁设计技术经常应用在空间跨度较大的大型建筑当中。井字梁设计技术是一种由钢筋混凝土双向板经过不断进化发展而成的技术，它可以最大限度利用建筑空间，提高建筑空间利用率。井字梁结构广泛用于不适合钢网架的大型空间建筑中，充分发挥其作用，满足大空间建筑需要巨大空间的要求[1]。井字梁设计技术的本质是双向受力的，它具有很好的支撑性能，可以进行双向支撑，而且在施工时可以随意调节施工高度，提高空间利用率，同时还能使建筑变得更加美观。在运用井字梁设计技术时，要明白其本质是如何进行受力的，一般来说，改变其边梁的高度，或者调整井字梁截面尺寸就可以调整其内力分配关系，而且调节井字梁的端部尺寸就可以进行相应的端部弯矩以及柱端弯矩，决定建筑结构的配筋方式。虽然钢筋混凝土结构建筑中经常使用的井字梁设计技术有许多优点，但是它的本质与一般的受力结构有所差距。这就要求设计者在设计之前需要做好充分的准备工作，了解其结构本质，充分做好结构设计计划，并不断进行改正，采取合理的施工措施，掌握其结构布置方法，控制好相关参数，保证井字梁设计技术在建筑结构中的设计质量。

2 井字梁结构的设计要点

2.1 设计原则

在进行井字梁结构设计时，为了保证建筑的设计质量，要巧妙避开建筑的结构柱，这样就要求设计者需要采用井字梁间距的调整方式，对井字梁的间距进行调整，从而避开结构柱。在进行井字梁结构设计时，还要精确计算配筋计算值，因为如果配筋计算出现错误的话，就会导致建筑结构因受力过度而出现安全隐患。进行井字梁结构设计时，还需要保证两个方向的跨度不能太大，需要设计在合理的区间之内调整井式楼盖的跨度，这样才能使井字梁结构设计达到设计稳定性要求。为了形成两个井字梁结构体系，可以不在楼盖的长跨上运用大梁进行布置。此外，还需要让井字梁与建筑结构内部分的柱子相连，即将井字梁结构扩大，形成大井字梁。并且在形成大井字梁之后需要在中间加上小井字梁与其镶嵌，然后让小井字梁在于柱子相连接，实现建筑楼面荷载的传递[2]。井字梁设计原则最后一点是在进行井字梁扭矩测定时选择最大值，这样可以保证井字梁结构可以拥有良好的抗扭能力。要保证井字梁拥有巨大的梁端扭矩，增加建筑的稳定性和保证人们的生活安全。

2.2 井字梁楼盖配筋的设计技巧

井字梁楼盖配筋设计是井字梁设计技术的核心。为了做好这项工作，确保设计效果和质量，根据现场施工的实际需求，在设计中应掌握以下有关技能。①钢筋安置技术。井字梁结构存在两个方向交叉的现象。为了保证施工设计的准确和施工效果的良好，如何放置梁钢筋起着决定性作用。由于不同梁的有效高度不同，在防止钢筋的时候要放在两个方向的交界处，并且宽度两箱钢筋在端宽度梁下部钢筋的上方，这样就可以保证施工建设的质量和效率，而且能保证符合梁的有效高度，更好地保证建筑完成的质量；②在进行配筋的设置时，需要着重解决如何放置支座的问题。因为对井字梁结构设计来说，其相交的节点不能作为支撑支座，支撑支座只能是两端的支座。所以设计师在对底部钢筋进行设置的时候，要将底部钢筋两端的支撑支座拉扯开来，不能使底部钢筋断开，只有这样才能保证井字梁结构的稳定性；③在进行设计时不需要设计附加横向钢筋，对于设计主次梁钢筋来说，附加横向钢筋往往是需要进行设计的。但是对于井字梁结构设计来说，并不存在主梁和次梁之分，所以在进行井字梁结构设计的时候并不需要设计附加横向钢筋[3]。取而代之的是设计构造面筋，设计在梁相交处的梁的上部，可以抵抗不均匀荷载产生的负弯矩。井字梁结构无主次梁之分如图1 所示。

图1 井字梁结构无主次梁之分

2.3 井字梁结构布置

井字梁结构设计布置分为设有外伸悬挑部分的井字梁、设有内柱的井字梁、三向井字梁、斜交井字梁、正交井字梁几个方面。设有外审悬挑部分的井字梁是将单跨梁和连续梁的一端两端进行外伸悬挑处理，防止梁内弯矩值发生突变的情况。这样处理可以减少横梁的弯矩和挠度，使分布更加平缓。对于设有内柱的井字梁来说，房屋内涉及的井字梁中有柱子的插入，所以不能够单向布设主梁，而且在对主梁和次梁进行布置时，应该根据具体情况进行不同的布置，并且不断调整[4]。三向井字梁是指建筑屋顶是三角形或六边形的井字梁，它们往往采用三项布置，这样的优点是可以充分利用建筑空间，增加其有效空间，可以使计算高度得到降低，有效发挥空间作用。斜交井字梁是对于房屋顶矩形平面的长宽比值来说的，其比值大于1.5，相比正交井字梁，这样会提高建筑结构的承载能力。

3 井字梁结构在建筑方面的应用

3.1 钢混井字梁结构设计的应用

现代的建筑是以钢筋混凝土为主要材料制成，井梁结构设计主要应用于钢筋混凝土井字梁结构，可使钢筋混凝土建筑梁板和屋顶结构更加稳定。其结构的本质是在钢筋混凝土的双向板基础上发展出来的一个新的受力方式。因为它的结构是是双向钢筋混凝土梁结构，所以降低了梁的高度，扩大了建筑物有效空间的范围，建筑面积也得到了增加，而且还具有良好的建筑外观，不仅具有很高的实用性，而且具有良好的观赏性。网格梁的选择可以基于施工设计要求，主要分为正向网格梁、双向网格梁、三向网格梁以及具有外伸悬挑的网格梁等多种形式[5]。需要指出的是，钢筋混凝土横梁结构的梁面宽度应控制良好，不允许超过规定值。这样可以改善侧面双向横梁的结合力，减少侧变形，避免存在建筑结构可能发生横向形变的隐患[6]。大跨度钢梁如图2 所示。

图2 大跨度钢梁

3.2 钢混井字梁结构设计的注意事项

在钢筋混凝土梁的结构设计和施工过程中，钢筋混凝土裂缝容易发生，因此有必要采取优化梁结构设计等有效措施控制产生裂缝的现象。首先，在设计上，为了保证井梁结构的刚性和强度足够大，钢筋能够满足施工要求，横梁的横截面宽度不应太小，且现浇板负筋的数量足够且位于侧梁外。其次，要采取有效措施控制裂缝，确保符合混凝土混合比的要求，提高混凝土结构的稳定性，加强混凝土处理和保温措施，避免混凝土结构建筑受到恶劣天气的影响，从而防止出现混凝土裂缝，提高混凝土结构的稳定性，保证混凝土结构的性能[7]。

4 结束语

井字梁结构设计技术广泛应用于大型空间建筑，如商场、学校、展览馆等。该技术应用于上述几种建筑结构中，不仅可以扩大建筑的内部空间，而且可以在一定程度上提高建筑的美感，满足该类建筑对于超大空间的需求。本文对钢筋混凝土井梁结构的设计技术进行分析，指出设计者在进行井字梁结构设计师应注意的问题，确保井字梁设计与应用的合理性。