框架結構中樓蓋采用井字梁的工程結構設計★

丁佳豪 李化明 孟祥華

(佳木斯大學建筑工程學院，黑龍江 佳木斯 154007)

0 引言

井字梁樓蓋在當前建筑工程框架結構中的應用作為一種肋形梁板主要采用的結構形式之一，在實際建設的過程中，其基本上是由雙向板和交叉梁系兩者組成的，其組成的空間受力結構體系在實際運用中主要是通過正交井字梁和斜交井字梁兩種方式展現出來，有效滿足了當前建筑工程空間構造中受力均衡、使用科學的現實需求。在長期的運用中能夠有效發現以上兩種結構梁形式整體所呈現的截面高度相對于單跨梁而言，是比較低的，所以在成熟降低和施工鋼材投入方面有著巨大的貢獻作用。在當前大空間的工程空間內，井字梁樓蓋有效滿足了大空間對樓蓋的高性能和美觀性集中性的設計，有效省去了樓蓋的頂棚吊頂，能夠給人營造視覺上的沖擊感，且后期裝修工作也是非常簡單的，技術性要求較低，已經成為了當前眾多公共建筑中廣泛采用的樓蓋體系，土木工程建設人員普遍選擇此種架構方式。此外，在實際應用中，井字梁樓蓋作為一種高次超靜定結構體系，設計人員在結合工程進行施工計算的過程中，需要結合其內力和變形進行計算，在解決復雜問題的層面上，積極借助計算機信息技術，通過使用精確性高的成套的交叉梁計算程序，對井字梁樓蓋的受力進行精確計算和分析，有效解決實際結構架設中存在的難題，以此整體上調整工程結構設計水平。

1 當前框架結構中樓蓋采用井字梁構造分析

1.1 適用性分析

當前，在框架結構中樓蓋進行構造的過程中，井字梁構造的樓蓋適用于整個建筑物平面跨度保持在8 m～24 m的范圍內，而且兩個相反方向跨度呈現相等或者相近的狀態。在現今所應用的正交井字梁樓蓋中，如果長向跨度和短向跨度兩者比值低于1.5內,則不需要在中部架設大梁，但是若大于1.5，那么將必須在中部跨度設置大梁，且兩個井字梁呈現相互交叉的狀態，一般優先采用斜交網格的井字梁體系，有效滿足了性能和結構需求。

1.2 中格尺寸分析

框架結構中樓蓋采用井字梁工程結構設計的過程中，需要在中格尺寸進行分析，一般而言，其井字梁樓蓋中區格尺寸分為短向區格尺寸和長向區格尺寸)，而中格尺寸兩者值的確定需要結合短向和長向進行決定，必須綜合考慮整個建筑工程結構受力性能和要求分析層面上，在1.2 m～3 m之內進行取值，以此能夠最大限度降低后期經濟成本投入，且大量的實踐證明，短向和長向尺寸比值應該相等或者與1相接近才能夠表現為最佳的狀態。

1.3 強度等級確定

框架結構中樓蓋采用井字梁結構進行工程施工設計的過程中，其所應用的混凝土強度等級應該保持在不能低于C20的范圍內，且為了有效降低樓蓋混凝土在后期施工中出現收縮裂縫的現象，必須保證整個混凝土強度等級也不能夠太高，不能高于C30，嚴格控制混凝土應用的強度等級具有非常必要的現實意義，對于保證框架結構樓蓋井字梁工程結構設計的穩定性起著非常重要的作用。

1.4 節點選擇形式

當前，在框架結構中樓蓋采用的井字梁工程結構體系在節點選擇中一般選擇的節點形式優先采用鉸接節點形式，此種形式的節點其營造的邊梁剛度較大，且能夠滿足實際受力需求。但是，呈現出部分團隊選擇使用剛接節點，其特別需要對邊梁抗扭強度和剛度進行計算分析，在保證整個邊梁的截面高度不小于于井字梁的截面高度情形下，才能夠進行有效設置，且高出的高度需要進行合理控制，一般超過井梁高度20%～30%的范圍內則是最佳的呈現狀態。

1.5 抗震受力分析

如果框架結構樓蓋采用井字梁工程結構設計，那么需要充分考慮抗震受力分析結果，需要從抗彎承受力、抗剪承受力以及抗扭等方面進行構造的具體化建設和分析，必須保證整個梁截面尺寸高度有效控制，但是如果整個井字梁高度不變的情景下，需要適當增加整個梁的寬度。

1.6 布置需求

井字梁樓蓋在框架結構中進行具體化布置的過程中，需要結合建筑工程功能本身需求和要求進行，沿著周邊進行布置，如果面對較大的跨度下，需要適當增加整個跨度內部承受柱子。而如果選擇連續井字梁樓蓋的施工狀態下，面對跨度較大的情景下，需要在中部設置柱子，以此從截面上滿足抗震受力需求和構造需求，并且可以結合軸壓比對整個柱的界面進行估算分析。整體上而言，如果中部承受柱子的界面為圓形或者方形的狀態，那么角柱選擇使用方形柱，而邊柱可以選擇使用矩形柱形式。

1.7 撓度確定

框架結構中樓蓋采用井字梁工程結構設計的過程中，如果采用彈性方法對整個框架結構內力進行計算，那么所確定的撓度值必須控制在合理范圍內，一般而言，應控制在不大于L/300～L/400范圍內，其中L則為短向跨度。但是，如果樓蓋跨度較大的情景下，工程施工人員有限選擇預先拱起的方式，并且井字梁樓蓋撓度必須相應減小才能夠滿足實際受力需求。

2 框架結構中井字梁截面尺寸的確定

框架結構中井字梁結構設計中，需要對井字梁進行設計和計算分析，在確定整個井字梁截面尺寸基礎上，根據區格尺寸進行確定分析，這也是設計人員需要格外注重的問題。具體如下。

2.1 交叉梁截面高度確定分析

框架結構中樓蓋中梁如果采用交叉梁截面高度基礎上，那則需要按照整個樓面的均布荷載進行分析，均布荷載的計算主要是通過短向跨度進行計算分析，最終如果樓面均布荷載超出固定范圍內，則需要加大整個梁截面的高度，且雙向板的厚度不能夠低于90 mm。

2.2 交叉梁截面寬度確定分析

框架結構中，井字梁樓蓋中部梁交叉梁截面應用基礎上，其寬度確定需要在根據矩形截面計算基礎上進行分析，結合整個梁截面寬度的構造要求進行具體化分析，以此確定整個交叉梁截面寬度。

2.3 邊梁截面寬度的選擇

在井字梁樓蓋體系中，邊梁截面高度的選擇需要從根本上按照單跨梁進行規定分析，而重點計算值L為邊梁跨度。整個梁柱截面、區格尺寸同樣也需要通過計算進行確定，根據實際計算情況，結合截面狀況進行適當的調整和分析。

3 井字梁樓蓋配筋結構分析

1)在整個框架結構中，井字梁樓蓋應用最為主要保證整個受力均衡性，那么則需要對樓蓋的邊梁、交叉梁、柱、雙向板中抗彎、抗剪、抗扭鋼筋等進行精確計算和分析，在確定相鄰柱子之間連接方式基礎上，結合井字梁框架構成需求分析，保證整體構造和配筋需求滿足實際抗震要求，并且結合框架結構的相關規定嚴格執行。

2)配筋及其他構造作為穩定井字梁樓蓋的重要組成部分，在實際構造和建設的過程中，需要設置雙向樓蓋板。但是，工作人員需要結合實際區格尺寸進行確定和分析，在不超過2.5 m的情景下，需要保證整個區格板鋼筋設置成為上下拉通配置成雙向雙層鋼筋網，有效控制鋼筋長度。

3)在井字梁交叉梁節點處，需要嚴格注重梁下部受力縱筋的確定位置，需要在結合跨度段的梁縱筋層面上，有效結合邊梁實際構造需求進行計算，而節點抗剪鋼筋計算配置也需要保證最終梁端梁高度范圍內。

4)如果井字梁中部交叉梁下部縱筋需要伸入到邊梁中，那么需要確定整個邊梁的長度高于受拉鋼筋的最小錨固長度。而交叉梁與邊梁節點確定時，需要確定上部縱筋伸入邊梁的長度高于受拉鋼筋的最小錨固長度。

5)邊梁作為井字梁樓蓋最為重要的組成部分，在實際邊梁內部進行計算的過程中，其所配置的抗扭縱筋和箍筋，最終需要符合整個邊梁的延展性和裂縫寬度需求。

6)梁中梁節點相交叉的兩邊，需要額外增設吊筋或吊箍，以此起到有效穩定的作用，那么在增加過程中，需要在樓面梁端部進行加密箍筋的設置。

4 結語

框架結構中樓蓋采用井字梁工程結構進行施工設計的過程中，設計人員需要在結合建筑工程建設需求和要求的層面上，在確定井字梁結構各個受力條件分析和具體化設置基礎上，從截面尺寸確定以及配筋結構確定層面上整體提升井字梁工程結構設計水平，從而為實際井字梁樓蓋的高水平應用發揮重要的促進作用。