【摘 要】基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，但是有些設(shè)計(jì)人員為了省時(shí)省力，往往不會(huì)考慮很多，進(jìn)而為基礎(chǔ)拉梁埋下了安全隱患。比如某些設(shè)計(jì)人忽略拉梁上部的填充墻荷載，這使得計(jì)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(guò)對(duì)基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)禁忌的介紹，進(jìn)而探討了避免基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)出現(xiàn)誤差的方法，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ)拉梁；設(shè)計(jì)；禁忌

0.前言

基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)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(jì)基礎(chǔ)拉梁，對(duì)此國(guó)家《抗震規(guī)范》6.1.11條出臺(tái)了相關(guān)規(guī)定，對(duì)此進(jìn)行了嚴(yán)格的限定。一般而言，一級(jí)框架的基礎(chǔ)和Ⅵ類場(chǎng)二級(jí)框架兩個(gè)方向都需要設(shè)置基礎(chǔ)拉梁，對(duì)其他等級(jí)的框架獨(dú)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(jì)拉梁，因?yàn)榧词箾](méi)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(méi)有必要多此一舉。

1.基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)禁忌

1.1不分情況任意設(shè)計(jì)拉梁

一般而言，單獨(dú)柱基指適用在基礎(chǔ)條件相對(duì)優(yōu)越的多層框架中，選擇使用獨(dú)立柱基時(shí)，設(shè)計(jì)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(jì)人員需要沿著主軸兩個(gè)不同的方向來(lái)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)拉梁。

為了明確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)出臺(tái)的有關(guān)規(guī)范中，做出了如下規(guī)定：只要滿足其中一個(gè)條件，就需要設(shè)計(jì)人員沿著主軸兩個(gè)不同的方向來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)：首先，屬于一級(jí)框架的范疇，此外，盡管是二級(jí)框架，但是屬于Ⅳ類場(chǎng)地，也可以符合條件；其次，各個(gè)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(guò)了普通的深度，而且各個(gè)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(jì)人員沒(méi)有依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況來(lái)設(shè)置拉梁，實(shí)際上，有些單獨(dú)基礎(chǔ)并不需要一定要拉梁，為此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備靈活性。比如，如果框架層數(shù)并沒(méi)有達(dá)到三層，而其基礎(chǔ)埋深也沒(méi)有非常深，同時(shí)每個(gè)基礎(chǔ)埋置深度彼此之間沒(méi)有嚴(yán)重的差別，另外，地基受力區(qū)域也的沒(méi)有任何不利的土層，此時(shí)，設(shè)計(jì)人員完全沒(méi)有必要設(shè)計(jì)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(méi)有必要設(shè)置，這主要是因?yàn)閱螌訌S房都是使用鉸接排架，完全能夠適應(yīng)廠房帶來(lái)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(jì)拉梁。因?yàn)槔航孛娴母哂趯挘≈挡贿m宜，則會(huì)出現(xiàn)截面過(guò)大的情況，完全會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際的承受能力，而如果出現(xiàn)過(guò)小的情況，其拉梁作用將會(huì)失去。

1.2將填充物看作是附加線荷載

設(shè)計(jì)人員在選擇使用JCCAD 軟件時(shí)，通常是為了設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，也有可能是設(shè)計(jì)樁承臺(tái)，但是無(wú)論設(shè)計(jì)哪一個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員一般都會(huì)將拉梁上存在的填充物，按照附加線荷載的形式來(lái)輸入軟件中，此種折算方式，嚴(yán)重影響了基礎(chǔ)安全。因?yàn)榇朔N設(shè)計(jì)方式會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(jì)人員在對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行拉梁設(shè)計(jì)時(shí)，一把都是選擇使用PMCAD 上部結(jié)構(gòu)模型，同時(shí)運(yùn)用PMSAP等程序，但是此時(shí)設(shè)計(jì)人員往往會(huì)忽視將地下室層數(shù)定義為1。

如果此建筑工程沒(méi)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(duì)很深，此時(shí)如果只是選擇使用彈性層間位移腳，則無(wú)法達(dá)到有關(guān)規(guī)范的要求，為了能夠達(dá)到有關(guān)規(guī)定，設(shè)計(jì)人員一般會(huì)選擇使用框架結(jié)構(gòu)±0.000下來(lái)接近拉梁層。

拉梁可以作為一層進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，但是注意《抗震規(guī)范》6.2.3 條規(guī)定：一、二、三級(jí)框架結(jié)構(gòu)的底層，柱下端截面組合的彎矩設(shè)計(jì)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(wú)地下室的基礎(chǔ)以上或地下室以上的首層。如果采用SATWE 計(jì)算時(shí)不定義地下室層數(shù)為1，則柱底彎矩設(shè)計(jì)值增大系數(shù)只是在拉梁層，會(huì)造成安全隱患。

2.關(guān)于多層框架基礎(chǔ)拉梁的幾點(diǎn)看法

2.1框架計(jì)算簡(jiǎn)圖

無(wú)地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋，獨(dú)立基礎(chǔ)埋埋置較深，在-0.05左右設(shè)有基礎(chǔ)拉梁時(shí)，應(yīng)拉梁按層1輸入。以某學(xué)生宿舍為例，該項(xiàng)目為3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，丙類建筑，建筑場(chǎng)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(jí)為二級(jí)。設(shè)計(jì)者按3層框架房屋計(jì)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(jì)；基礎(chǔ)按中心受壓計(jì)算。顯然，選取這樣的計(jì)算生產(chǎn)力簡(jiǎn)圖是不妥當(dāng)?shù)?。因?yàn)?，第一，按?gòu)造設(shè)計(jì)拉梁的斷面和配筋無(wú)法平衡柱腳彎矩；第二，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）（以下簡(jiǎn)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(jì)經(jīng)驗(yàn)表明，這樣的框架結(jié)構(gòu)宜按4層進(jìn)行整體分析計(jì)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(jì)算模型不符合實(shí)際情況

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

2.3基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)不當(dāng)

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)獨(dú)立基礎(chǔ)埋置不深，或者埋置雖深但采用了短柱方案時(shí)，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(gè)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(jì)值的10%作為拉力或壓力來(lái)計(jì)算，當(dāng)為構(gòu)造配筋時(shí)，除滿足最小配筋率外，也不得小于上下各2#14（二級(jí)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(lái)荷載時(shí)，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(jì)算。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可知基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)有很多禁忌，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該多加注意，了解工程基礎(chǔ)情況之后，再?zèng)Q定是否選擇設(shè)計(jì)基礎(chǔ)拉梁，明確需要設(shè)計(jì)基礎(chǔ)拉梁之后，需要正確的選擇基礎(chǔ)拉梁層的計(jì)算模型，要依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行選擇，這是確定設(shè)計(jì)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(jì)，但是需要依據(jù)有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)，不能忽視地下室層數(shù)定義，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)誤差。

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[5]工程部編.《JCCAD 用戶手冊(cè)及技術(shù)條件》中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPMCAD.

[6]工程部編.《SATWE 用戶手冊(cè)及技術(shù)條件》中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPMCAD.