基礎(chǔ)拉梁設(shè)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(chǔ)拉梁設(shè)計分析
張鐵駿 李贊成
摘 要:通過對拉梁設(shè)置位置及設(shè)置方法的分析討論,按相關(guān)規(guī)范的要求,對如何設(shè)計拉梁提出了自己的意見,并用具體
實(shí)例計算說明了在選用不同設(shè)計方法時拉梁配筋的變化,以推廣基礎(chǔ)拉梁在基礎(chǔ)設(shè)計中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:拉梁,設(shè)計,計算,實(shí)例中圖分類號:TU470文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
基礎(chǔ)設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重中之重,這是由于基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)帶來致命的危險,又難以采取行之有效的措施來進(jìn)行彌補(bǔ)�；A(chǔ)拉梁是目前廣泛使用在基礎(chǔ)設(shè)計中的一種結(jié)構(gòu)形式,對其設(shè)計理念的正確認(rèn)識及采用合理的計算方法,是對每一位結(jié)構(gòu)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(shè)計院間設(shè)計理念的差異,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對基礎(chǔ)拉梁如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計往往也有不同的見解,本文就此提出一些設(shè)計思路和看法供設(shè)計人員參考。
求設(shè)置拉梁[2]。
2 拉梁的設(shè)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(xì)的構(gòu)件來拉結(jié)兩個單獨(dú)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(shù)規(guī)范不同250mm,并給出了最小截面高度
1 拉梁的設(shè)置及作用1.1 )類場
地的二級框架;2);3)基礎(chǔ)埋置較深或各基礎(chǔ)埋置深度差別較大處;4)地基主要受力層范圍內(nèi)存在軟弱黏性土層、液化土層和嚴(yán)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(dāng)拉梁需承擔(dān)其上部的荷載(拉梁自重及
其上部荷載如隔墻自重等)時,應(yīng)考慮相應(yīng)荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力。
2)拉梁承擔(dān)的軸向拉(壓)力。拉梁梁端拉(壓)應(yīng)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(gòu)件確定其截面尺寸,配筋則取與軸心受壓相同的軸力(絕對值),按軸心受拉構(gòu)件確定。第二種方法:在抗震設(shè)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(dān)的柱底彎矩。拉梁分擔(dān)的柱底最大彎矩設(shè)計值可近似按拉梁線剛度分配。
考慮拉梁承擔(dān)彎矩時的一種簡化的近似算法為[4]:
As=M/(rsfyh0)。
1.2 基礎(chǔ)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(shè)置基礎(chǔ)拉梁加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性,調(diào)節(jié)各基礎(chǔ)間的不均勻沉降,消除或減輕上部結(jié)構(gòu)對沉降的敏感性;3)對于單樁及兩樁承臺的短向處,設(shè)置拉梁是因?yàn)闃渡韯偠扰c承臺及上部結(jié)構(gòu)剛度相比很小,樁與承臺之間設(shè)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(dān);4)對于有抗震設(shè)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(diào)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(shè)計值;rs為鋼筋的內(nèi)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(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過C50時取1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)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(qiáng)度設(shè)計值;h0為拉梁的有效高度。
1.3 基礎(chǔ)拉梁的豎向高度
在實(shí)際設(shè)計過程中,如何確定基礎(chǔ)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(shè)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(shè)置過低,特別是對于底層層高較大同時基礎(chǔ)埋置較深的建筑,底層柱的計算長度和底層的結(jié)構(gòu)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(chǔ)埋置較深時,除按規(guī)范要求正常設(shè)置拉梁的同時,可以考慮在±0.000以下適當(dāng)位置設(shè)置構(gòu)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(cè)向剛度,減小柱底的彎矩,同時對柱的截面也可以適當(dāng)減小(此構(gòu)造框架梁應(yīng)參與整體計算并按計算結(jié)果配筋)。對于底層層高不大或基礎(chǔ)埋置不深時可按“梁頂面宜與承臺頂面位于同一標(biāo)高”的要
收稿日期:2008208204
3 拉梁的實(shí)際工程算例
本算例取自某實(shí)際工程中兩柱間設(shè)置的拉梁進(jìn)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(shè)計值),M=440kN?m(設(shè)計值),拉梁上承托隔墻荷載為q=16kN/m,拉梁跨度7m,混凝土強(qiáng)度等級C30,鋼筋為HRB400(C)。計算時分別按拉梁承擔(dān)柱底彎矩和拉梁不承擔(dān)柱底彎矩兩種方法進(jìn)行計算比較。拉梁內(nèi)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(zé)任公司,陜西西安 710054
李贊成(19752),男,講師,徐州空軍學(xué)院機(jī)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(qiáng)夯處理
武幼波
摘 要:介紹了強(qiáng)夯法適用于處理地基的范圍,從地基強(qiáng)夯處理的設(shè)計、施工、檢驗(yàn)等方面進(jìn)行了論述,從而使地基土壓
密和振密,達(dá)到提高粗粒土強(qiáng)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(guān)鍵詞:強(qiáng)夯處理,工藝設(shè)計,施工方法,檢驗(yàn)方法中圖分類號:TU472文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
強(qiáng)夯法是通過8t～40t的重錘從8m～20m高處(最高可達(dá)
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(yīng)力,使地基土壓密和振密,達(dá)到提高粗粒土強(qiáng)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(qiáng)夯法在實(shí)踐中被證實(shí)是較好的地基加固方法之一,在工程建設(shè)中被廣泛應(yīng)用
。
幾個試驗(yàn)區(qū),進(jìn)行試夯或試驗(yàn)性施工。通過對不同厚度、不同能級、不同地質(zhì)、不同技術(shù)要求的試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行試夯和檢測,以獲取合理的強(qiáng)夯參數(shù),達(dá)到設(shè)計效果。試驗(yàn)區(qū)數(shù)量應(yīng)根據(jù)場地復(fù)雜程度、建設(shè)規(guī)模及類型確定,應(yīng)有代表性。
表1 強(qiáng)夯法的有效加固深度
單擊夯http://http://www.oriental01.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(qiáng)夯處理的適用范圍
1)強(qiáng)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(jìn)行強(qiáng)夯置換時,2)強(qiáng)夯施工前,注:強(qiáng)夯法的有效加固深度應(yīng)從起夯面算起
3.2 拉梁承擔(dān)柱底彎矩,基礎(chǔ)按軸心受壓構(gòu)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(dān)柱底彎矩,基礎(chǔ)按偏心受壓構(gòu)件計算
(基礎(chǔ)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(cè)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(dān)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A(yù)s=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(dāng)拉梁承擔(dān)柱底彎矩時,配2)荷載及配筋計算。
筋明顯加大,當(dāng)然這時的基礎(chǔ)是按軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行計算的,基a.拉梁自重、上部隔墻荷載及配筋。
礎(chǔ)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(xiàn):
[1] GB5001122001,建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].b.拉梁承擔(dān)的軸向拉力及配筋。
[2] JGJ9422008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].f=0.1×3100=310kN,
2[3] GB5000722002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].As2=N/fy=862mm。
[4] 劉 錚.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)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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