賈樹(shù)軍

（內(nèi)蒙古能源規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

支座沉降是國(guó)內(nèi)外研究較少的課題。支座沉降的起因多為地基不均勻沉降，成為工程事故的主要起因。其對(duì)建筑物的危害不容忽視。由于支座沉降引起桿件內(nèi)力重分布，從而造成桿件變形過(guò)大，承載不足及失效。因此不均勻沉降對(duì)桿件的影響是一個(gè)值得研究的課題。不均勻沉降的案例有許多，如在上海軟土地區(qū)、中西部的濕陷性黃土地區(qū)以及基礎(chǔ)坐落于不同地質(zhì)情況的土層時(shí)。不勻沉降很容易發(fā)生。在我國(guó)，中高層建筑在施工時(shí)要放置沉降觀測(cè)點(diǎn)，檢查是否有沉降。當(dāng)有不均勻沉降時(shí)，及時(shí)進(jìn)行處理，減少危害。本文以簡(jiǎn)單桿件體系為起點(diǎn)，運(yùn)用國(guó)外結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)軟件STAAD.PRO。對(duì)支座沉降分析，從而得到一些有價(jià)值的結(jié)論，并對(duì)不均勻沉降產(chǎn)生的原因及應(yīng)對(duì)做出分析。

1 有限元模擬框架結(jié)構(gòu)支座沉降。

支座降作為一種恒荷載在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行和在組合，并參與計(jì)算。由于該荷載很少被用到。使我們對(duì)該荷載認(rèn)識(shí)不深。通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算模型，使我們對(duì)該荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響有了相對(duì)較深的認(rèn)識(shí)。

①如圖所示簡(jiǎn)單鋼框架各桿件（梁、柱）均按Ф300x5鋼管設(shè)置剛度。柱高均為3米，梁長(zhǎng)均為6米。各桿件間均成90度角。支座節(jié)點(diǎn)編號(hào)依次為1、4、6，梁端節(jié)點(diǎn)依次為2、3、5，桿件2垂直桿件4。采用各向同性鋼，彈性模量210N/mm?，泊松比為0.3，阻尼比為0.03。

本例只添加單一支座沉降單一工況，不疊加桿件自重及其他作用。當(dāng)4節(jié)點(diǎn)沉降12.7mm時(shí)，桿件的位移如圖1所示，詳細(xì)位移及內(nèi)力值見(jiàn)表1、表2：

由于本例為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，1、5桿內(nèi)力相同，且內(nèi)力較大。

②該構(gòu)架布置同1例，其他條件不變，僅將梁端由固結(jié)改為鉸接時(shí)，桿件的位移3、4節(jié)點(diǎn)為12.7mm，其他桿件位移均為0，詳細(xì)內(nèi)力表3：

由本例可見(jiàn)采用梁鉸接時(shí)，鋼架構(gòu)對(duì)支座變形有較好適應(yīng)性，僅在該支座產(chǎn)生變形，其它梁柱無(wú)變形，支座沉降產(chǎn)生的內(nèi)力可以忽略。

建議：支座不均勻沉降程度影響結(jié)構(gòu)體系內(nèi)力，支座具有相近沉降對(duì)結(jié)構(gòu)體系內(nèi)力影響較小。中部支座具有較大沉降，對(duì)結(jié)構(gòu)體系內(nèi)力影響較大。采用梁柱鉸接時(shí)，支座沉降后內(nèi)力影響最小。在設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)存在沉降可能時(shí)，最好采用鉸接體系，減小支座沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

2 引起支座不均勻沉降的原因

① 地質(zhì)勘察精度不夠、試驗(yàn)資料不準(zhǔn)。②地基地質(zhì)差異太大，建造在山區(qū)溝谷的橋梁，河溝處的地質(zhì)與山坡處變化較大，河溝中甚至存在軟弱地基，地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降.

③因地質(zhì)勘探深度不足，漏勘地下的不良地質(zhì)現(xiàn)象。

3支座不均勻沉降控制措施

①建筑方案合理化：a設(shè)計(jì)建筑物的體型力求簡(jiǎn)單。

b設(shè)置沉降縫。c根據(jù)沉降計(jì)算結(jié)果提高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高。

d合理安排相鄰建筑物之間的距離。

②結(jié)構(gòu)方案合理化：a減輕建筑物的自重。b增強(qiáng)建筑物的剛度和強(qiáng)度。c采用對(duì)不均勻沉降不敏感的結(jié)構(gòu)，如鉸接體系。d采用整體性好剛度大的基礎(chǔ)類型。

③施工方案合理化：a設(shè)置施工后澆帶。b施工采用逆作法：可以減少土排出量，從而使沉降量大幅度降低。c采用應(yīng)力解除法：：應(yīng)用土力學(xué)的原理，在建筑物沉降較小的一側(cè)按照一定的角度打斜孔，解除地基中的局部應(yīng)力。從而使地基土中的應(yīng)力發(fā)生重分布，局部沉降量增大。從而達(dá)到控制不均勻沉降的目的。d頂升法：是先在基礎(chǔ)部位用千斤頂或高壓水袋把結(jié)構(gòu)傾斜下沉的部位頂回原來(lái)的位置，然后對(duì)其進(jìn)行加固或密封高壓水袋以穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。

支座不均勻沉降在工實(shí)踐中是極力避免的，不僅使建構(gòu)筑物產(chǎn)生支座沉降的內(nèi)力，發(fā)生構(gòu)建破壞的可能。同時(shí)，由于建構(gòu)筑物構(gòu)件位移，使建構(gòu)筑物無(wú)法使用。通過(guò)以上分析使我們?cè)谠O(shè)計(jì)中重視不均勻沉降的影響，從而減少不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。