關(guān)于樁基承臺間連系梁設(shè)計的探析

孟思源

遼寧省石油化工規(guī)劃設(shè)計院有限公司 遼寧 沈陽 110000

1 加強樁基承臺間連系梁設(shè)計的必要性

樁基承臺間連系梁是樁基礎(chǔ)設(shè)計中經(jīng)常用到的一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件。樁基承臺間連系梁在基礎(chǔ)體系中具有重要作用：①對于單樁承臺雙向和兩樁承臺短向的連系梁其作用是加強樁基的整體剛度，保證結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時柱底為固端的假定。連系梁用于平衡柱腳彎矩，避免樁承受柱腳彎矩。②在地震作用下，建筑物的各樁基承臺所受的地震剪力和彎矩是不確定的，此時在縱橫兩方向設(shè)置的連系梁，有利于提高樁基的整體受力性能，起到協(xié)調(diào)各承臺間地震荷載的作用。③調(diào)整承臺沉降，減少承臺沉降差的作用。④承擔連系梁上的豎向荷載并將荷載傳遞至承臺的作用。基于樁基承臺間連系梁的重要作用，因此需要對其進行合理設(shè)計[1]。

2 樁基承臺間連系梁的合理設(shè)置分析

樁基承臺間連系梁的合理設(shè)置應(yīng)按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》及2016年局部修訂 GB50011－2010第6.1.11條、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007－2011第8.5.23條、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94-2008第4.2.6條的要求執(zhí)行。即：①一級框架和Ⅳ類場地的二級框架柱承臺；②承臺埋深較深，或各承臺埋置深度差別較大；③單樁承臺時，應(yīng)在兩個互相垂直的方向設(shè)置連系梁（當樁與柱的截面直徑之比大于2時，可不設(shè)連系梁）；④兩樁承臺時，應(yīng)在其短向設(shè)置連系梁；⑤有抗震要求的柱下獨立承臺，宜在兩個主軸方向設(shè)置連系梁；⑥連系梁頂面宜與承臺頂面位于同一標高[2]。

3 樁基承臺間連系梁設(shè)計要點的分析

3.1 確定連系梁截面分析

主要表現(xiàn)為：①連系梁應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件確定其截面尺寸，并同時滿足：“寬度不宜小于250mm，其高度可取承臺中心距，且不宜小于400mm?！钡臉?gòu)造要求。連系梁最小寬度和高度尺寸的規(guī)定，是為了確保其平面外有足夠的剛度；②按軸心受壓構(gòu)件驗算截面尺寸時，可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（2015年版）GB50010-2010中的6.2.15計算。

3.2 樁基承臺間連系梁設(shè)計的計算分析

具體表現(xiàn)為：①計算豎向荷載作用下內(nèi)力時，連系梁端為固定支座；②計算柱腳彎矩作用下內(nèi)力時：1）梁端為單樁承臺或兩樁承臺短向時，支座按簡支假定；2）梁端為兩樁承臺長向及三樁(含)以上承臺時，支座按固定假定；③連系梁的計算跨度取值：1）兩端為單樁承臺或兩樁承臺短向時梁計算跨度為承臺中心距；2）兩端為兩樁承臺長向及三樁(含)以上承臺時計算跨度：L0=1.05 X Sn；3）一端為單樁承臺或兩樁承臺短向、一端為兩樁承臺長向及三樁(含)以上承臺時，梁計算跨度：L0=Sn+a+hb(hb為梁高)。

3.3 連系梁的內(nèi)力及配筋計算分析。

樁基承臺間連系梁由于支座、荷載工況的不同，其截面不僅應(yīng)計算受彎承載力還應(yīng)計算受拉承載力及受剪承載力。

（1）兩樁承臺長向及三樁(含)以上承臺間連系梁的計算：①跨中無荷載時，連系梁為軸心受拉構(gòu)件。應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》式6.2.22計算連系梁軸心拉力作用下的正截面受拉承載力，N≤fyAs；②跨中有荷載時，連系梁為受彎和偏心受拉構(gòu)件。應(yīng)按下列步驟進行內(nèi)力、配筋計算：1)計算梁在跨中豎向荷載作用下的內(nèi)力；2)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第6.2.10，6.2.14條公式計算連系梁在彎矩作用下的正截面受彎承載力；3)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》公式6.2.23－1，6.2.23－2，6.2.23－3，6.2.23－4計算連系梁在偏心拉力作用下的正截面受拉承載力；4)取2)，3)計算的鋼筋面積包絡(luò)值進行縱向配筋設(shè)計；5)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》公式6.3.1－1，6.3.1－2，6.3.14計算連系梁在偏心拉力作用下的斜截面受剪承載力[3]。

（2）單樁承臺、兩樁承臺短向間連系梁的計算：

①計算連系梁在跨中豎向荷載作用下的各跨內(nèi)力；②按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第6.2.10，6.2.14條公式計算連系梁在彎矩作用下的正截面受彎承載力；③計算連系梁在支座彎矩荷載作用下的內(nèi)力，并取其內(nèi)力絕對值與豎向荷載作用下的內(nèi)力進行疊加；④按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》公式6.2.23－1，6.2.23－2，6.2.23－3，6.2.23－4計算連系梁在偏心拉力作用下的正截面受拉承載力；⑤ ?、?，④計算的鋼筋面積包絡(luò)值進行縱向配筋設(shè)計；⑥ 按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》公式6.3.1－1，6.3.1－2，6.3.14計算連系梁在偏心拉力作用下的斜截面受剪承載力；⑦連系梁跨中無豎向荷載時，為偏心受拉構(gòu)件?？蓛H進行③～⑥的內(nèi)容計算。

3.4 連系梁正常使用極限狀態(tài)驗算

具體表現(xiàn)為：①連系梁應(yīng)進行在跨中豎向荷載作用下?lián)隙群土芽p控制驗算；②撓度限值和裂縫控制要求按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第3.4.1～3.4.5條執(zhí)行；③撓度和裂縫計算方法按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第7章相關(guān)內(nèi)容執(zhí)行；④混凝土的耐久性設(shè)計按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第3.5.1～3.5.8條執(zhí)行。

3.5 連系梁的配筋構(gòu)造要求分析

具體體現(xiàn)在：①梁的最外層鋼筋的保護層厚度應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》表8.2.1的規(guī)定。當環(huán)境有腐蝕時，應(yīng)按照《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》GB50046 第4.2.5，第4.8.5的內(nèi)容采取有效的防腐措施；②配筋構(gòu)造應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第9.2節(jié)的要求；③縱向鋼筋宜采用對稱配筋布置；④按軸心受拉構(gòu)件計算出的縱向鋼筋應(yīng)按全截面布置；⑤抗震地區(qū)單樁承臺、兩樁承臺短向間連系梁箍筋應(yīng)在支座處加密?？v向鋼筋在承臺的錨固要求：1)縱向鋼筋應(yīng)按受拉要求錨入承臺，其錨固長度從柱邊算起≥La，La按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第8.3節(jié)要求計算；抗震地區(qū)連系梁鋼筋錨入單樁承臺或兩樁承臺短向時，其錨固長度應(yīng)為LaE；抗震等級同上部結(jié)構(gòu)；2)當水平長度不滿足錨固長度La時，可將縱向鋼筋伸至承臺邊后彎折15d，且水平段錨固長度≥0.45La；3)當錨固鋼筋的保護層厚度不大于5d時，應(yīng)根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第8.3.1條第3款的要求在錨固長度范圍內(nèi)配置橫向構(gòu)造鋼筋[4]。

4 結(jié)束語

綜上所述，樁基礎(chǔ)作為工程建設(shè)中常見的基礎(chǔ)之一，其合理設(shè)計顯得尤為重要。通過對相關(guān)規(guī)范的學(xué)習(xí)、理解并結(jié)合實際工程經(jīng)驗。分析樁基承臺間連系梁設(shè)計的認識，并提出可用于連系梁手工計算的簡便方法。但是樁基承臺間連系梁并非單一類型的受力構(gòu)件，規(guī)范對其設(shè)計也并未有詳細、全面的規(guī)定。因此對樁基承臺間連系梁設(shè)計進行分析具有重要意義。

[1] 楊林曙.基礎(chǔ)連系梁相關(guān)概念辨析及設(shè)計方法探討[J].河南科技,2014,(02):150-151.

[2] 謝海峰,周國順.樁基礎(chǔ)承臺間連系梁設(shè)計分析[J].建材世界,2012,33(01):65-68.

[3] 林巍,吳杰,周建爐.抗拔樁基承臺的數(shù)值模擬研究[J].建筑結(jié)構(gòu),2016,(S1):795-798.

[4] 李艷嘉.樁承臺間連系梁的設(shè)計分析[J].山西建筑,2012,38(18):62-63.