王 敏
(寶雞市民用建筑勘察設計院,陜西寶雞 721016)
載體樁引入我國后,經過幾年的推廣,由于其具有承載力高、造價低、施工周期短等優(yōu)點,已在全國得到了大范圍的應用。在框架結構和磚混結構中應用都比較多。在磚混結構應用中,一般為墻下布樁,樁頂設置拉梁,這種拉梁不但有平衡樁之間的彎矩的作用,還傳遞上部墻體的線荷載。相對原來的人工挖孔混凝土灌注樁和灰土井樁(一般為大直徑樁),載體樁直徑較小,一般為430 mm。這樣,載體樁中拉梁的凈跨就較人工挖孔樁要大,其計算跨度增大。再參照原來設計中的縱筋和箍筋配置就會偏小?,F(xiàn)采用幾種設計方法對其進行計算,以供設計人員參考。
圖1為某一磚混住宅樓的一個單元,此住宅樓為地上6層,地下1層(地下室),層高為2.9 m。基礎采用載體樁,樁直徑為430 mm,樁頂設400×600的混凝土拉梁,樁和拉梁均為C30混凝土。單樁豎向承載力特征值為1 000 kN。先以?軸線為例,?軸線上樁的布置如圖2所示。
第一種方法為墻梁計算法,這種方法把拉梁看作托梁,跨中為拉彎構件,支座為受彎構件。這種方法考慮了上部墻體的抗彎和抗剪承載。
第二種方法為連續(xù)梁法,這種方法不考慮上部砌體的影響,把拉梁上部的荷載看成均布線荷載。
第三種方法為倒置彈性地基梁法,把拉梁看作條形樁基承臺梁,這種方法考慮了上部墻體卸載引起拉梁上部荷載的變化,荷載呈三角形分布。
三種方法計算出的跨中彎矩見表1,跨中拉梁梁下部配筋見表2。
圖1 標準層結構平面圖
圖2 基礎布置圖
表1 跨中彎矩 kN·m
表2 跨中計算梁下部配筋 mm2
通過表1可以看出方法3計算的跨中拉梁下部配筋最小,方法2次之。方法1的跨中彎矩和配筋受上部墻體的影響很大,尤其是受門洞位置的影響。當無洞口時,方法1算出的跨中配筋比方法3還要小,當洞口位置距離樁邊較近時,跨中配筋又會很大。且這種方法對上部墻體的要求較高。
三種方法計算的拉梁支座截面的彎矩及上部配筋見表3,表4。
表3 支座彎矩 kN·m
表4 支座拉梁上部計算配筋 mm2
通過表3,表4可以看出,采用方法1計算的支座彎矩和配筋最小,在無洞口的情況下更加小。方法2的計算結果最大,但方法2和方法3的計算結果比較接近,其相差不超過10%,與方法1的結果相差比較大。這是因為方法1考慮了上部墻體對拉梁受力的影響。三種方法計算的各支座左右兩側的最大剪力及箍筋配置見表5,表6。
表5 支座左右兩側的最大剪力 kN
表6 支座計算箍筋 kN
通過表5,表6可以看出,方法1計算的剪力和箍筋配置最小,方法2計算的剪力最大。方法2和方法3的計算結果相差不大,相差不超過10%。
通過上面三種方法的計算可以看出:
方法1受上部墻體的影響大,洞口位置對其影響很大;且這種方法對墻體的要求較高,在實際計算中不容易把握。
方法2沒有考慮上部墻體的作用。
方法3在荷載中考慮了上部墻體的作用,可以用它來進行設計計算;但算出的支座彎矩和剪力比較保守,當考慮上部墻體的強度時,可以適當折減;算出的跨中彎矩比較小,沒有考慮洞口的影響,當有洞口且離支座比較近時,應對其進行適當?shù)恼{整。
[1]JGJ 94-2008,建筑樁基技術規(guī)范[S].
[2]GB 50003-2001,砌體結構設計規(guī)范[S].
[3]GB 50007-2002,建筑地基基礎設計規(guī)范[S].
[4]JGJ 135-2002,載體樁設計規(guī)程[S].