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基礎(chǔ)系梁要不要?中美標(biāo)準(zhǔn)比一比就知道

更新時(shí)間:2019-01-31 14:21:14 來(lái)源:環(huán)球網(wǎng)校 瀏覽463收藏46

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摘要 作為單獨(dú)柱基的淺基礎(chǔ)或樁基,在某些情況下需要設(shè)置基礎(chǔ)系梁,那么究竟哪些需要設(shè)置,中美標(biāo)準(zhǔn)什么區(qū)別呢?請(qǐng)隨小編一起往下看。

no.1 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010第6.1.11款:

 

關(guān)于樁基承臺(tái)系梁,JGJ 94-2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》做了進(jìn)一步明確:

 

 

 

可見(jiàn),除了中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)除了一柱一樁承臺(tái)兩個(gè)主軸方向以及兩樁承臺(tái)短向應(yīng)設(shè)置聯(lián)系梁,其余情況為宜設(shè)置。

根據(jù)樁基規(guī)范,聯(lián)系梁頂面宜與承臺(tái)頂面位于同一標(biāo)高,其配筋應(yīng)按計(jì)算確定。

在樁基規(guī)范條文中:

聯(lián)系梁的截面尺寸及配筋一般按下述方法確定:以柱剪力作用于梁端,按軸心受壓構(gòu)件確定其截面尺寸,配筋則取與軸心受壓相同的軸力(絕對(duì)值),按軸心受拉構(gòu)件確定。在抗震設(shè)防區(qū),也可取柱軸力的1/10為梁端拉壓力的粗略方法確定截面尺寸及配筋。聯(lián)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。

中國(guó)建筑設(shè)計(jì)院有限公司編著的2018結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一技術(shù)措施規(guī)定:

無(wú)地下室時(shí)的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)之間的拉梁,應(yīng)根據(jù)工程的具體情況考慮以下荷載及設(shè)計(jì)內(nèi)力,拉梁配筋時(shí),應(yīng)將下列各項(xiàng)按規(guī)范要求進(jìn)行合理組合。

1)拉梁承擔(dān)的柱底彎矩:拉梁分擔(dān)的柱底最大彎矩設(shè)計(jì)值可近似按拉梁線剛度分配;

2)拉梁承擔(dān)的軸向拉力:取兩端柱軸迥壓力較大者的1/10;

3)拉梁的梁上荷載:當(dāng)需拉梁承擔(dān)其上部的荷載(如隔墻等)時(shí),應(yīng)考慮相應(yīng)荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力(確有依據(jù)時(shí),可適量考慮拉梁下地基土的承載能力)。

對(duì)于承臺(tái)間聯(lián)系梁配筋計(jì)算,參考上面內(nèi)容。

2009全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施 結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ))中是這樣考慮的:

 

 

2)如拉梁承托隔墻、樓梯或其他豎向荷載,則應(yīng)將豎向荷載所產(chǎn)生的拉梁內(nèi)力與上述計(jì)算所得內(nèi)力組合計(jì)算。

對(duì)于樁基承臺(tái)聯(lián)系梁,規(guī)定如下:

 

 

小結(jié):

1)拉梁按計(jì)算確定;

2)兩種方法,一種柱基礎(chǔ)按偏心受壓考慮、聯(lián)系梁按軸心受力考慮;另外一種基礎(chǔ)按中心受壓考慮,聯(lián)系梁按壓彎或拉彎考慮;

3)聯(lián)系梁的軸力按所拉結(jié)柱子中軸力較大者的1/10考慮;

4)如果聯(lián)系梁上有豎向荷載,豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力與上述計(jì)算所得內(nèi)力組合。

小編認(rèn)為當(dāng)聯(lián)系梁上無(wú)堅(jiān)向荷載時(shí),將基礎(chǔ)按偏心受壓考慮、聯(lián)系梁按軸心受力考慮,這種計(jì)算方式計(jì)算簡(jiǎn)潔,便于操作。

no.2 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASCE 7-16標(biāo)準(zhǔn)中這樣規(guī)定:

12.13.7 Requirements for Structures Assigned to Seismic DesignCategory C.

12.13.7.2 Foundation Ties. Individual pile caps,drilled piers, or caissons shall be interconnected by ties. All ties shall havea design strength in tension or compression at least equal to a force to 10% ofSDS times the larger pile cap or column factored dead plus factored live loadunless it is demonstrated that equivalent restraint will be provided byreinforced concrete beams within slabs on grade or reinforced concrete slabs ongrade or confinement by competent rock, hard cohesive soils, very densegranular soils, or other approved means.

12.13.7抗震設(shè)計(jì)等級(jí)為C的結(jié)構(gòu)要求

12.13.7.2基礎(chǔ)系梁

除非證實(shí)地面板內(nèi)的鋼筋混凝土梁或地面鋼筋混凝土板,或被堅(jiān)硬巖石、硬粘性土層、很密實(shí)的顆粒狀土或其他認(rèn)可的方式限制能提供等效約束,單獨(dú)樁承臺(tái)、鉆孔樁或者沉井應(yīng)用系梁相連。所有系梁應(yīng)有抗拉或抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度,最少等于10%SDS乘以較大樁帽或柱的考慮系數(shù)的恒載加活載。

12.13.8 Requirements for Structures Assigned to Seismic DesignCategories D through F

12.13.8.2 Foundation Ties. Individual pile caps, drilled piers, or caissonsshall be interconnected by ties. In addition, individual spread footingsfounded on soil defined in code as Site Class E or F shall be interconnected byties. All ties shall have a design strength in tension or compression at leastequal to a force equal to 10% of SDS times the larger pile cap or column factoreddead plus factored live load unless it is demonstrated that equivalentrestraint will be provided by reinforced concrete beams within slabs on gradeor reinforced concrete slabs on grade or confinement by competent rock, hardcohesive soils, very dense granular soils, or other approved means.

12.13.8抗震設(shè)計(jì)等級(jí)為D到F的結(jié)構(gòu)要求

12.13.8.2基礎(chǔ)系梁

除非證實(shí)地面板內(nèi)的鋼筋混凝土梁或地面鋼筋混凝土板,或被堅(jiān)硬巖石、硬粘性土層、很密實(shí)的顆粒狀土或其他認(rèn)可的方式限制能提供等效約束,單獨(dú)樁承臺(tái)、鉆孔樁或者沉井應(yīng)用系梁相連,除此之外,建造在規(guī)范定義的場(chǎng)地類(lèi)別E或F的土上獨(dú)立擴(kuò)展基礎(chǔ)也應(yīng)用系梁相連。所有系梁應(yīng)有抗拉或抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度,最少等于10%SDS乘以較大樁帽或柱的考慮系數(shù)的恒載加活載。

其中SDS為5%阻尼,短周期設(shè)計(jì)譜響應(yīng)加速度參數(shù)。

no.1 鉆孔墩根據(jù)《基礎(chǔ)工程分析與設(shè)計(jì)》第5版:

美國(guó)所說(shuō)鉆孔墩是指先鉆一個(gè)一定深度的圓柱形孔,然后向其中填筑混凝土而形成的墩,墩身可為豎直,基礎(chǔ)也可通過(guò)墩底擴(kuò)大。結(jié)構(gòu)形式包括:a 鉆孔豎井;b 鉆孔沉井(或者有時(shí)只是一個(gè)簡(jiǎn)單沉井);c 鉆孔樁(通常要求D<760mm)。

具體見(jiàn)下圖:

 

 

鉆孔墩特別是大直徑的鉆孔墩一般不成群使用。大多是鉆孔墩和單柱相連,來(lái)承受上部結(jié)構(gòu)的大量荷載。鉆孔墩不使用承臺(tái),直接與立柱相連。

可以理解為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)談到的鉆孔墩就是無(wú)承臺(tái)的大直徑單樁。

no.1 總結(jié)1)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)不論什么情況,一柱一樁承臺(tái)兩個(gè)主軸方向以及兩樁承臺(tái)短向應(yīng)設(shè)置聯(lián)系梁。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求抗震設(shè)計(jì)類(lèi)別C-F的單樁承臺(tái)、鉆孔墩和沉井應(yīng)設(shè)置系梁,其中鉆孔墩和沉井也是單個(gè)的。也就是說(shuō)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)抗震設(shè)計(jì)類(lèi)別為A、B時(shí),單樁也可以不設(shè)系梁。

2)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)除1款的其它情況,均為宜設(shè)置,不是應(yīng)設(shè)置。而美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)抗震設(shè)計(jì)類(lèi)別E和F的擴(kuò)展基礎(chǔ)也應(yīng)設(shè)置聯(lián)系梁。

3)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)用于計(jì)算系梁配筋的柱軸力不明確,是地震工況,還是其他工況。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)采用柱軸力則明確為考慮系數(shù)的恒載加活載。

4)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算系梁配筋的軸力采用1/10的柱軸力,而美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算系梁配筋的軸力采用10%SDS乘以較大樁帽或柱的考慮系數(shù)的恒載加活載。兩者的系數(shù)有差異,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)還多了個(gè)SDS。

小編個(gè)人觀點(diǎn),歡迎吐槽:

有觀點(diǎn)認(rèn)為基礎(chǔ)或承臺(tái)設(shè)置系梁,作用包括兩個(gè)方面:一為地震時(shí)增加基礎(chǔ)的整體性;二為調(diào)整基礎(chǔ)間的不均勻沉降。

從不均勻沉降方面考慮,小編認(rèn)為系梁的設(shè)置沒(méi)有經(jīng)過(guò)定量計(jì)算,是否能實(shí)現(xiàn)目的有待考證。當(dāng)不均勻沉降計(jì)算滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),設(shè)置系梁可以起到錦上添花作用。所以不均勻沉降首先要立足于滿足計(jì)算要求。

從美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定中可以看出系梁的設(shè)置主要從抗震角度考慮,抗震設(shè)計(jì)類(lèi)別考慮地震強(qiáng)度和場(chǎng)地類(lèi)別兩個(gè)因素。

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