基礎(chǔ)拉梁設(shè)計禁忌

【摘 要】基礎(chǔ)拉梁設(shè)計是一項比較復(fù)雜的工作，但是有些設(shè)計人員為了省時省力，往往不會考慮很多，進而為基礎(chǔ)拉梁埋下了安全隱患。比如某些設(shè)計人忽略拉梁上部的填充墻荷載，這使得計算值偏小，從而影響了基礎(chǔ)拉梁后期的使用。本文主要通過對基礎(chǔ)拉梁設(shè)計禁忌的介紹，進而探討了避免基礎(chǔ)拉梁設(shè)計出現(xiàn)誤差的方法，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ)拉梁；設(shè)計；禁忌

0.前言

基礎(chǔ)拉梁設(shè)計的主要作用就是提高基礎(chǔ)的整體性，但是并不是所有的基礎(chǔ)都需要設(shè)計基礎(chǔ)拉梁，對此國家《抗震規(guī)范》6.1.11條出臺了相關(guān)規(guī)定，對此進行了嚴格的限定。一般而言，一級框架的基礎(chǔ)和Ⅵ類場二級框架兩個方向都需要設(shè)置基礎(chǔ)拉梁，對其他等級的框架獨立基礎(chǔ)，如果基礎(chǔ)底面受力區(qū)域土層性能比較好，而且荷載下的壓力差值不大，不需要設(shè)計拉梁，因為即使沒有基礎(chǔ)拉梁，該類基礎(chǔ)也具有非常好的整體性能，完全沒有必要多此一舉。

1.基礎(chǔ)拉梁設(shè)計禁忌

1.1不分情況任意設(shè)計拉梁

一般而言，單獨柱基指適用在基礎(chǔ)條件相對優(yōu)越的多層框架中，選擇使用獨立柱基時，設(shè)計人員必須要確保其整體性能夠抵抗地震的影響，因此設(shè)計人員需要沿著主軸兩個不同的方向來設(shè)計基礎(chǔ)拉梁。

為了明確設(shè)計標(biāo)準，我國出臺的有關(guān)規(guī)范中，做出了如下規(guī)定：只要滿足其中一個條件，就需要設(shè)計人員沿著主軸兩個不同的方向來進行設(shè)計：首先，屬于一級框架的范疇，此外，盡管是二級框架，但是屬于Ⅳ類場地，也可以符合條件；其次，各個柱基所應(yīng)該承受的重力，彼此之間相距很大；再次，基礎(chǔ)埋置超過了普通的深度，而且各個基礎(chǔ)埋設(shè)深度有著非常大差距；第四，土層性能不佳，比如在地基受力層區(qū)域，液化土層所占比例比較大。

有很多設(shè)計人員沒有依據(jù)現(xiàn)實情況來設(shè)置拉梁，實際上，有些單獨基礎(chǔ)并不需要一定要拉梁，為此，設(shè)計人員應(yīng)該具備靈活性。比如，如果框架層數(shù)并沒有達到三層，而其基礎(chǔ)埋深也沒有非常深，同時每個基礎(chǔ)埋置深度彼此之間沒有嚴重的差別，另外，地基受力區(qū)域也的沒有任何不利的土層，此時，設(shè)計人員完全沒有必要設(shè)計基礎(chǔ)拉梁。當(dāng)然如果建筑物屬于規(guī)模比較大的公共建筑，則需要另行考慮，比如體育館。此外，如果只是單層的工業(yè)廠房，也沒有必要設(shè)置，這主要是因為單層廠房都是使用鉸接排架，完全能夠適應(yīng)廠房帶來的不均勻變形。

另外，如果建筑結(jié)構(gòu)柱彼此之間差距比較大，也不需要設(shè)計拉梁。因為拉梁截面的高于寬，取值不適宜，則會出現(xiàn)截面過大的情況，完全會影響到建筑結(jié)構(gòu)實際的承受能力，而如果出現(xiàn)過小的情況，其拉梁作用將會失去。

1.2將填充物看作是附加線荷載

設(shè)計人員在選擇使用JCCAD 軟件時，通常是為了設(shè)計柱下獨立基礎(chǔ)，也有可能是設(shè)計樁承臺，但是無論設(shè)計哪一個環(huán)節(jié)，設(shè)計人員一般都會將拉梁上存在的填充物，按照附加線荷載的形式來輸入軟件中，此種折算方式，嚴重影響了基礎(chǔ)安全。因為此種設(shè)計方式會導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)計與正常相比小很多，其安全隱患將一直存在。

1.3忽視地下室層數(shù)定義

設(shè)計人員在對基礎(chǔ)進行拉梁設(shè)計時，一把都是選擇使用PMCAD 上部結(jié)構(gòu)模型，同時運用PMSAP等程序，但是此時設(shè)計人員往往會忽視將地下室層數(shù)定義為1。

如果此建筑工程沒有地下室，而且其第一層層高要高于其他層數(shù)，通常其基礎(chǔ)埋深相對很深，此時如果只是選擇使用彈性層間位移腳，則無法達到有關(guān)規(guī)范的要求，為了能夠達到有關(guān)規(guī)定，設(shè)計人員一般會選擇使用框架結(jié)構(gòu)±0.000下來接近拉梁層。

拉梁可以作為一層進行整體設(shè)計，但是注意《抗震規(guī)范》6.2.3 條規(guī)定：一、二、三級框架結(jié)構(gòu)的底層，柱下端截面組合的彎矩設(shè)計值，應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.5、1.25 和1.15。

底層柱縱向鋼筋宜按上下端的不利情況配置。注：底層指無地下室的基礎(chǔ)以上或地下室以上的首層。如果采用SATWE 計算時不定義地下室層數(shù)為1，則柱底彎矩設(shè)計值增大系數(shù)只是在拉梁層，會造成安全隱患。

2.關(guān)于多層框架基礎(chǔ)拉梁的幾點看法

2.1框架計算簡圖

無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋，獨立基礎(chǔ)埋埋置較深，在-0.05左右設(shè)有基礎(chǔ)拉梁時，應(yīng)拉梁按層1輸入。以某學(xué)生宿舍為例，該項目為3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，丙類建筑，建筑場地為Ⅱ類；層高3.3m，基礎(chǔ)埋深4.0m，基礎(chǔ)高度0.8m，室內(nèi)外高差0.45m。根據(jù)《抗震規(guī)范》第6.1.2條，在8度地震區(qū)該工程框架房屋的抗震等級為二級。設(shè)計者按3層框架房屋計算，首層層高取3.35m，即假定框架房屋嵌固在-0.05m處的基礎(chǔ)拉梁頂面；基礎(chǔ)拉梁的斷面和配筋按構(gòu)造設(shè)計；基礎(chǔ)按中心受壓計算。顯然，選取這樣的計算生產(chǎn)力簡圖是不妥當(dāng)?shù)?。因為，第一，按?gòu)造設(shè)計拉梁的斷面和配筋無法平衡柱腳彎矩；第二，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2002）（以下簡稱《混凝土規(guī)范》第7.3.11條規(guī)定，框架結(jié)構(gòu)底層柱的高度應(yīng)取基礎(chǔ)頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設(shè)計經(jīng)驗表明，這樣的框架結(jié)構(gòu)宜按4層進行整體分析計算，即將基礎(chǔ)拉梁層按層1輸入，拉梁上如作用有荷載，應(yīng)將荷載一并輸入。

2.2基礎(chǔ)拉梁層的計算模型不符合實際情況

基礎(chǔ)拉梁層無樓板，用TAT或SATWE等電算程序進行框架整體計算時，樓板厚度應(yīng)取零，并定義彈性結(jié)點，用總剛分板的方法進行分析計算。有時雖然定義樓板厚度為零，也定義彈性結(jié)點，但未采用總剛分析，程序分析時仍然會自動按剛性樓面假定進行計算，與實際情況不符。房屋結(jié)構(gòu)的平面不規(guī)則時，應(yīng)特別注意這一點。

2.3基礎(chǔ)拉梁設(shè)計不當(dāng)

一般來說，當(dāng)獨立基礎(chǔ)埋置不深，或者埋置雖深但采用了短柱方案時，由于地基不良或柱子荷載差別較大，或根據(jù)抗震要求，可沿兩個主軸方向設(shè)置構(gòu)造基礎(chǔ)拉梁。基礎(chǔ)拉梁截面高度可取柱中心距的1/12～1/18，截面寬度可取1/20～1/30。構(gòu)造基礎(chǔ)拉梁的截面可取上述限值范圍內(nèi)的下限，縱向受力鋼筋可取上述所連接柱子的最大軸力設(shè)計值的10%作為拉力或壓力來計算，當(dāng)為構(gòu)造配筋時，除滿足最小配筋率外，也不得小于上下各2#14（二級鋼），箍筋不得小于Ф8@200。當(dāng)拉梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來荷載時，拉梁截面應(yīng)適當(dāng)增加，算出的配筋應(yīng)和上述構(gòu)造配筋疊加。構(gòu)造基礎(chǔ)拉梁頂標(biāo)高通常與基礎(chǔ)頂標(biāo)高或智短柱頂高相同。在這種情況下，基礎(chǔ)可按偏心受壓構(gòu)件計算。

3.結(jié)語

綜上所述，可知基礎(chǔ)拉梁設(shè)計有很多禁忌，設(shè)計人員應(yīng)該多加注意，了解工程基礎(chǔ)情況之后，再決定是否選擇設(shè)計基礎(chǔ)拉梁，明確需要設(shè)計基礎(chǔ)拉梁之后，需要正確的選擇基礎(chǔ)拉梁層的計算模型，要依據(jù)現(xiàn)實情況進行選擇，這是確定設(shè)計方案的關(guān)鍵所在，在滿足抗震性的要求下，基礎(chǔ)抗拉完全可以一次性設(shè)計，但是需要依據(jù)有關(guān)規(guī)范進行設(shè)計，設(shè)計時，不能忽視地下室層數(shù)定義，避免出現(xiàn)設(shè)計誤差。

【參考文獻】

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