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基礎拉梁設計分析
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第34卷第34期 Vol.34No.34山西建筑 2008年12月Dec. 2008SHANXI ARCHITECTURE
文章編號:100926825(2008)3420102202
基礎拉梁設計分析
張鐵駿 李贊成
摘 要:通過對拉梁設置位置及設置方法的分析討論,按相關規(guī)范的要求,對如何設計拉梁提出了自己的意見,并用具體
實例計算說明了在選用不同設計方法時拉梁配筋的變化,以推廣基礎拉梁在基礎設計中的應用。關鍵詞:拉梁,設計,計算,實例中圖分類號:TU470文獻標識碼:A
基礎設計是結構設計中的重中之重,這是由于基礎工程這一
隱蔽工程出現(xiàn)問題后不易察覺,往往會給上部的主體結構帶來致命的危險,又難以采取行之有效的措施來進行彌補�；A拉梁是目前廣泛使用在基礎設計中的一種結構形式,對其設計理念的正確認識及采用合理的計算方法,是對每一位結構工程師的基本要求。由于對規(guī)范的不同理解及各地方各設計院間設計理念的差異,結構設計人員對基礎拉梁如何進行結構設計往往也有不同的見解,本文就此提出一些設計思路和看法供設計人員參考。
求設置拉梁[2]。
2 拉梁的設計計算2.1 拉梁截面尺寸的確定
如果拉梁本身截面尺寸較小(剛度小),用較為夸張的比喻就是試圖用一個很細的構件來拉結兩個單獨的柱基一起沉降,這是不可能的。,梁寬度不宜小于mm,1/10～1/15[2]。2008年10JJGJ94294建筑樁基技術規(guī)范不同250mm,并給出了最小截面高度
1 拉梁的設置及作用1.1 )類場
地的二級框架;2);3)基礎埋置較深或各基礎埋置深度差別較大處;4)地基主要受力層范圍內存在軟弱黏性土層、液化土層和嚴重不均勻土層處;5)單樁樁頂兩個相互垂直方向處;6)兩樁承臺的短向處;7)有抗震要求的樁基承臺縱橫方向處;8)一層建筑平面中有隔墻處。
[1,2450mm。
2.2 拉梁的配筋計算
1)拉梁上的荷載。當拉梁需承擔其上部的荷載(拉梁自重及
其上部荷載如隔墻自重等)時,應考慮相應荷載所產(chǎn)生的內力。
2)拉梁承擔的軸向拉(壓)力。拉梁梁端拉(壓)應力有兩種確定方法[2]:第一種方法:以柱底剪力作用于梁端,按軸心受壓構件確定其截面尺寸,配筋則取與軸心受壓相同的軸力(絕對值),按軸心受拉構件確定。第二種方法:在抗震設防區(qū)采用粗略計算方法,即“取柱軸力的1/10為梁端的壓、拉力來分別確定拉梁截面尺寸及配筋”。
3)拉梁承擔的柱底彎矩。拉梁分擔的柱底最大彎矩設計值可近似按拉梁線剛度分配。
考慮拉梁承擔彎矩時的一種簡化的近似算法為[4]:
As=M/(rsfyh0)。
1.2 基礎拉梁的作用
1)承受上部墻體的荷載或其他豎向荷載;2)對重要的建筑物
或地基薄弱處,設置基礎拉梁加強基礎的整體性,調節(jié)各基礎間的不均勻沉降,消除或減輕上部結構對沉降的敏感性;3)對于單樁及兩樁承臺的短向處,設置拉梁是因為樁身剛度與承臺及上部結構剛度相比很小,樁與承臺之間設計一般按照鉸接考慮,自身不能夠用來傳遞上部的彎矩和剪力,上部柱子的嵌固面往往在承臺面處,上部柱子傳遞的彎矩和剪力必須由拉梁來承擔;4)對于有抗震設防要求的柱下承臺,在地震作用下,建筑物的各樁基承臺所受到的地震剪力和彎矩是不確定的,拉梁起到各承臺之間的整體協(xié)調作用[3]。
其中,M為拉梁需平衡的柱底彎矩與承托拉梁上豎向荷載而產(chǎn)生的彎矩的組合設計值;rs為鋼筋的內力臂系數(shù),精確計算時rs=0.5[1+(1-2as)0.5],as為矩形系數(shù),當混凝土強度等級不超過C50時取1.0,當混凝土強度等級為C80時取0.94,其間按線性插值。但rs一般對于梁近似可以取0.875,對于板近似可以取0.9,這樣做可省略由as計算出的過程;fy為主筋抗拉強度設計值;h0為拉梁的有效高度。
1.3 基礎拉梁的豎向高度
在實際設計過程中,如何確定基礎拉梁的豎向高度是拉梁作用有效性的最直觀體現(xiàn)。拉梁設置過高,起不到傳遞柱底彎矩和剪力的作用,且對于框架柱還有可能形成短柱問題;拉梁設置過低,特別是對于底層層高較大同時基礎埋置較深的建筑,底層柱的計算長度和底層的結構位移均會出現(xiàn)一系列的問題。
對于底層層高較高同時基礎埋置較深時,除按規(guī)范要求正常設置拉梁的同時,可以考慮在±0.000以下適當位置設置構造框架梁,以取得降低底層柱的計算長度,有助于提高底層的側向剛度,減小柱底的彎矩,同時對柱的截面也可以適當減小(此構造框架梁應參與整體計算并按計算結果配筋)。對于底層層高不大或基礎埋置不深時可按“梁頂面宜與承臺頂面位于同一標高”的要
收稿日期:2008208204
3 拉梁的實際工程算例
本算例取自某實際工程中兩柱間設置的拉梁進行計算,其中
軸力及彎矩均取兩個柱子荷載的大值。軸力N=3100kN(設計值),M=440kN?m(設計值),拉梁上承托隔墻荷載為q=16kN/m,拉梁跨度7m,混凝土強度等級C30,鋼筋為HRB400(C)。計算時分別按拉梁承擔柱底彎矩和拉梁不承擔柱底彎矩兩種方法進行計算比較。拉梁內力示意圖見圖1。
作者簡介:張鐵駿(19752),男,工程師,西安華陸工程科技有限責任公司,陜西西安 710054
李贊成(19752),男,講師,徐州空軍學院機場工程系,江蘇徐州 221000
第34卷第34期 山
2008年12月文章編號:100926825(2008)3420103203
SHANXI ARCHITECTURE
西建
Vol.34No.34筑
Dec. 2008
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論地基強夯處理
武幼波
摘 要:介紹了強夯法適用于處理地基的范圍,從地基強夯處理的設計、施工、檢驗等方面進行了論述,從而使地基土壓
密和振密,達到提高粗粒土強度、減小軟土壓縮性、改善砂土抗液化條件、消除濕陷性黃土濕陷性的目的。關鍵詞:強夯處理,工藝設計,施工方法,檢驗方法中圖分類號:TU472文獻標識碼:A
強夯法是通過8t～40t的重錘從8m～20m高處(最高可達
40m)自由落下,對地基施加沖擊能,在地基中形成沖擊波和動應力,使地基土壓密和振密,達到提高粗粒土強度、減小軟土壓縮性、改善砂土抗液化條件、消除濕陷性黃土濕陷性的目的。強夯法在實踐中被證實是較好的地基加固方法之一,在工程建設中被廣泛應用
。
幾個試驗區(qū),進行試夯或試驗性施工。通過對不同厚度、不同能級、不同地質、不同技術要求的試驗區(qū)進行試夯和檢測,以獲取合理的強夯參數(shù),達到設計效果。試驗區(qū)數(shù)量應根據(jù)場地復雜程度、建設規(guī)模及類型確定,應有代表性。
表1 強夯法的有效加固深度
單擊夯http://http://www.lotusphilosophies.com/news/5585724B7CCE3EAA.html擊能/kN?m
16000
碎石土、砂土/m5.008.～9.9.0～9.59.510.0
粉土、黏性土、濕陷性黃土/m
4.0～5.06.0～7.07.0～8.08.0～8.58.59.0
1 強夯處理的適用范圍
1)強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性
土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基黏性土等地基,料進行強夯置換時,2)強夯施工前,注:強夯法的有效加固深度應從起夯面算起
3.2 拉梁承擔柱底彎矩,基礎按軸心受壓構件計算
1)拉梁截面的確定:(同上)。
2)荷載及配筋計算。
a.拉梁自重及上部隔墻荷載產(chǎn)生的彎矩同上,即M1=80.6kN?m。
3.1 拉梁不承擔柱底彎矩,基礎按偏心受壓構件計算
(基礎計算略)
1)拉梁截面的確定。
b.柱底傳遞的彎矩:柱底彎矩被兩側拉梁均分,M2=440/2=220kN?m。則拉梁承受的總彎矩M=M1+M2=300.6kN?m。As1=M/(Ysfyh0)=300.6×106/(0.875×360×465)=2052mm2。
c.拉梁承擔的軸向拉力及配筋同上,即As2=N/fy=862mm2。截面高度:7000/15=4666.7mm(取500mm);截面寬度:
總配筋As=As1+As2=2914mm2,配筋取6<25(2945mm2)。300mm;拉梁截面尺寸:300mm×500mm。
從以上兩種拉梁的計算比較看,當拉梁承擔柱底彎矩時,配2)荷載及配筋計算。
筋明顯加大,當然這時的基礎是按軸心受壓構件進行計算的,基a.拉梁自重、上部隔墻荷載及配筋。
礎截面尺寸則相對變小。M=ql2/12=(25×m。0.3×0.5+16)×72/12=80.6kN?
As1=M/(Ysfyh0)=80.6×106/(0.875×360×465)=550.3mm2。參考文獻:
[1] GB5001122001,建筑抗震設計規(guī)范[S].b.拉梁承擔的軸向拉力及配筋。
[2] JGJ9422008,建筑樁基技術規(guī)范[S].f=0.1×3100=310kN,
2[3] GB5000722002,建筑地基基礎設計規(guī)范[S].As2=N/fy=862mm。
[4] 劉 錚.建筑結構設計快速入門[M].北京:中國電力出版
根據(jù)上面的計算得:As=As1+As2=1412.3mm2,配筋取
社,2007.
4<22(1520mm2)。
Theanalysisofthefundamentalbeamdesign
ZHANGTie2jun LIZan2cheng
Abstract:Byanalyzingthepositionofthebeamdesignandthedesignmethods,thepaperpointsouttheopinionabouthowtodesignthebeam,accordingtosomerelativeregulations,andprovesthechangesofthebeamreinforcementinchoosingdifferentdesignmethodswithex2amples,soastofurtherspreadtheapplicationofthebeaminthefundamentaldesigns.Keywords:beam,design,calculation,examples
收稿日期:2008207218
作者簡介:武幼波(19622),男,工程師,中交一公局橋隧工程有限公司,河北高碑店 074000
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