框架结构基础系梁的合理设计

　　提要:指明基础系梁的作用及计算误区，对多层框架结构独立基础埋置较深，基础系梁设置在室外地坪下时，强调系梁应在电算阶段正确的选取计算模型及参数。同时，指出设计中典型实例。

　　关键词:基础系梁，多层框架，计算方法

　　一、基础系梁的作用

　　基础系梁的主要作用是平衡柱下端弯矩,调节不均匀沉降等；承担填充墙或者楼梯柱传来的荷载；减小底层柱的计算长度和底层位移。

　　二、基础系梁的设置情况

　　当有以下情况之一时宜两个主轴方向设置基础系梁:

　　1.一级框架和IV类场地的二级框架

　　2.各类基础底面在重力荷载代表值作用下的压应力差别较大

　　3.基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大

　　4.地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、液化土层或者严重不均匀土层

　　5.桩基承台之间。

　　三、基础系梁的计算误区

　　1.基础埋深较大，不经计算，在两个主轴方向设置构造基础系梁，钢筋采用构造配筋。

　　2.基础系梁按一层，用TAT或SATWE等电算程序进行框架整体计算，虽然楼板厚度应取零，但并未定义弹性结点，也没有采用总刚分析的方法进行分析计算。这时，计算程序分析仍然会自动按刚性楼面假定进行计算，与实际情况不符。尤其房屋结构的平面不规则时，应特别注意这一点。

　　四、基础系梁的计算方法

　　1、取基础系梁所拉结的柱子中轴力较大者的1／10，作为系梁轴心受拉的拉力或轴心受压的压力，进行承载力计算。按此法计算时，柱基础按偏心受压考虑。基础土质较好，用此法较节约。

　　2、以系梁平衡柱底弯矩，柱基础按中心受压考虑。系梁正弯矩钢筋全部拉通，负弯矩筋有1／2拉通。此时梁的截面高度宜取下面的取值较高者。

　　3、如系梁承托隔墙或其他竖向荷载，应将竖向荷载所产生的系梁内力与上述两种计算方法之一所得之内力组合计算。

　　综上所述基础系梁有两种设置情况：a)构造设置：当独立基础埋置不深，或者埋置虽深但采用了短柱方案时，由于地基不良或柱子荷载差别较大，或根据抗震要求，可沿两个主轴方向设置构造基础系梁。构造基础系梁截面高度可取柱中心距的1/12~1/18，截面宽度可取1/20~1/30。构造基础系梁的截面可取上述限值范围内的下限，纵向受力钢筋可取上述所连接柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力或压力来计算，当为构造配筋时，除满足最小配筋率外，也不得小于上下各2Φ14（HRB335级），箍筋不得小于Ø8@200。当系梁上作用有填充墙或楼梯柱等传来荷载时，系梁截面应适当增加，算出的配筋应和上述构造配筋叠加。构造基础系梁顶标高通常与基础顶标高或短柱标顶高相同。在这种情况下，基础可按偏心受压构件计算。b)调节基础需要：有时要把基础系梁设计得比较强大，以便用系梁平衡柱底弯矩。这时，系梁正弯矩钢筋应全部拉通，负弯矩钢筋至少应在1/2跨拉通。系梁正负弯矩在框架柱内的锚固、系梁箍筋的加密及有关抗震构造要求与上部框架梁完全相同。此时系梁宜设置在基础顶部，不宜设置在基础顶面之上，基础则可按中心受压设计。

　　4、当多层框架房屋基础埋深很大时，为了减小底层柱的计算长度和底层的位移，可在±0.00以下适当位置设置基础系梁，但不宜按构造要求设置，宜按框架梁输入，进行整体计算，楼板开洞，框架梁、柱按规范规定设置箍筋加密区。但就抗震而言，宜采用短柱基础方案。

　　五、值得注意的一些问题

　　1.构造基础系梁：

　　1）基础系梁宜设置在基础顶部。

　　2）基础系梁的底面一般情况应在冻土深度以下。

　　3）如果基础系梁的底面不能保证在冻土深度以下，必须保证梁下有50~100的空隙。

　　4）基础系梁上部钢筋宜贯通设置，且配筋量同底部钢筋。

　　2.调节基础所设置的基础系梁：

　　1）基础系梁应设置在基础顶部。

　　2）基础系梁的底面以下回填土应虚填或者梁下设100厚的聚苯板。

　　3）基础系梁上部钢筋宜贯通设置，且配筋量同底部钢筋。

　　3.减少底层柱计算长度和底层位移所设置的基础系梁：

　　1）±0.00以下的合适位置。

　　2）按一层框架计算和构造。

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