浅谈井字梁（含十字梁）与单向板的区别

浅谈井字梁（含十字梁）与单向板的区别

梁少锋

清远市清新区建筑勘察设计有限公司广东清远511800

【摘要】在建筑工程结构设计中，对于大跨度结构，结构工程师通常都会根据结构的安全性和可靠性来考虑该建筑的结构布置；而甲方却又通常要求结构工程师尽量降低工程造价。对于大跨度的建筑结构，在这种情况下，往往就要结构工程师进行结构布置时，考虑应该采用井字梁结构还是单向板结构。本文根据工程实例，探讨一下井字梁结构（含十字梁结构）与单向板结构的区别。

1.井字梁（含十字梁）与单向板的特点

钢筋混凝土井字梁是从双向板演变而来的一种结构形式。当其跨度增加时，板厚相应也随之加大。但是，由于板厚而自重加大，而板下部受拉区域的混凝土往往被拉裂不能参加工作。因此，在双向板的跨度较大时，为了减轻板的自重，我们可以把板的下部受拉区的混凝土挖掉一部分，让受拉钢筋适当集中在几条线上，使钢筋与混凝土更加经济、合理地共同工作。这样双向板就变成为在两个方向形成井字式的区格梁，这两个方向的梁通常是等高的，不分主次梁，一般称这种双向梁为井字梁。而其中呈井字或多个井字型的，一般称为井字梁；其中呈十字型的，一般称为十字梁。这种结构布置方式具有双向受力合理，且可减少结构高度等优点。如根据结构的安全性和可靠性，一般优先选取这种结构布置形式。但井字梁结构的模板工程量和钢筋含量一般都比较大，而且钢筋绑扎的时候一定要注意先后顺序，一不小心，往往容易出错，从而影响井字梁的理论受力。

单向板简单来说，是指板的长边与短边的比值大于3的情况。当板的长边与短边的比值大于3时，板荷载主要沿单向（短边方向）传递，单向受弯。这种结构布置方式受力简单，且其长向分布筋配筋量都很小，因而单向板的钢筋含量一般都比较小。单向板的模板工程量一般也比较小，其安装也比较简单。但由于单向板是单向受力，一向的刚度大于另一向的刚度，导致整体刚度的不合理。还有，单向板的主受力框架梁的截面都比较大，影响结构净高度。

2.井字梁（含十字梁）与单向板的工程实例

某钢筋混凝土框架结构厂房，下开间为9m×4跨=36m，左开间为9m×2跨=18m，按地震烈度6度，抗震等级4级进行结构设计。其中厂房楼面活荷载按5.0kN/m2来考虑。

（1）按井字梁结构布置（3m×3m的双向板），简图如下：

（1）按十字梁结构布置（4.5m×4.5m的双向板），简图如下：

（3）井字梁、十字梁与单向板的工程造价对比

根据计算，在同一工程中，按井字梁布置的结构方案，其梁板钢筋用量、混凝土用量分别为：

∑钢1＝6765.185+11576.528＝18341.713（kg）；∑砼1＝64.8+54.74＝119.54（m3）；

按十字梁布置的结构方案，其梁板钢筋用量、混凝土用量分别为：

∑钢2＝7134.448+11045.698＝18180.146（kg）；∑砼2＝84.256+47.402＝131.658（m3）；

按单向板布置的结构方案，其梁板钢筋用量、混凝土用量分别为：

∑钢3＝5959.086+11205.151＝17164.237（kg）；∑砼3＝64.8+55.164＝119.964（m3）；

三种结构方案的模板用量分别是：1232.92m2、1108.436m2、1233.06m2。

三种方案对比可知：∑钢1＞∑钢2＞∑钢3（即井字梁钢筋用量＞十字梁钢筋用量＞单向板钢筋用量）；∑砼2＞∑砼3＞∑砼1（即十字梁混凝土用量＞单向板混凝土用量＞井字梁混凝土用量）；单向板模板用量＞井字梁模板用量＞十字梁模板用量。其中按井字梁布置的方案，其钢筋及混凝土工程造价为94465.67元，模板工程造价为25380.99元，合计119846.66元；按十字梁布置的方案，其钢筋及混凝土工程造价为96807.8元，模板工程造价为23025.7元，合计119833.5元；按单向板布置的方案，其钢筋及混凝土工程造价为92421.1元，模板工程造价为25503.05元，合计117924.15元。在此特别提醒一下，尽管十字梁结构比井字梁结构的工程造价低，但井字梁结构布置应尽量优先采用偶数布置。当井字梁采用偶数布置时，周边支持环梁受力较为合理。按十字梁布置，其荷载正好导到周边主梁的跨中，导致主梁受力十分不利。

可见，单向板结构方案的工程造价比井字梁结构方案的工程造价低。同理，建筑面积越大，单向板结构方案的工程造价比井字梁结构方案的工程造价就越低。

3.结语

对于建筑结构设计工程师来说，建筑结构的安全性和可靠性总是排在第一位来考虑的，在满足这个前提下，我们再来按其工程造价来择优选用。同时，具体工程也得具体考虑，不应盲目套用。当然，不管采取什么结构方案，都必须经过计算且满足国家相关规范的要求。

参考文献：

[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

[2]《建筑工程工程量清单计价规范》GB50500-2003