基礎拉梁設計禁忌

【摘 要】基礎拉梁設計是一項比較復雜的工作，但是有些設計人員為了省時省力，往往不會考慮很多，進而為基礎拉梁埋下了安全隱患。比如某些設計人忽略拉梁上部的填充墻荷載，這使得計算值偏小，從而影響了基礎拉梁后期的使用。本文主要通過對基礎拉梁設計禁忌的介紹，進而探討了避免基礎拉梁設計出現誤差的方法，僅供參考。

【關鍵詞】基礎拉梁；設計；禁忌

0.前言

基礎拉梁設計的主要作用就是提高基礎的整體性，但是并不是所有的基礎都需要設計基礎拉梁，對此國家《抗震規范》6.1.11條出臺了相關規定，對此進行了嚴格的限定。一般而言，一級框架的基礎和Ⅵ類場二級框架兩個方向都需要設置基礎拉梁，對其他等級的框架獨立基礎，如果基礎底面受力區域土層性能比較好，而且荷載下的壓力差值不大，不需要設計拉梁，因為即使沒有基礎拉梁，該類基礎也具有非常好的整體性能，完全沒有必要多此一舉。

1.基礎拉梁設計禁忌

1.1不分情況任意設計拉梁

一般而言，單獨柱基指適用在基礎條件相對優越的多層框架中，選擇使用獨立柱基時，設計人員必須要確保其整體性能夠抵抗地震的影響，因此設計人員需要沿著主軸兩個不同的方向來設計基礎拉梁。

為了明確設計標準，我國出臺的有關規范中，做出了如下規定：只要滿足其中一個條件，就需要設計人員沿著主軸兩個不同的方向來進行設計：首先，屬于一級框架的范疇，此外，盡管是二級框架，但是屬于Ⅳ類場地，也可以符合條件；其次，各個柱基所應該承受的重力，彼此之間相距很大；再次，基礎埋置超過了普通的深度，而且各個基礎埋設深度有著非常大差距；第四，土層性能不佳，比如在地基受力層區域，液化土層所占比例比較大。

有很多設計人員沒有依據現實情況來設置拉梁，實際上，有些單獨基礎并不需要一定要拉梁，為此，設計人員應該具備靈活性。比如，如果框架層數并沒有達到三層，而其基礎埋深也沒有非常深，同時每個基礎埋置深度彼此之間沒有嚴重的差別，另外，地基受力區域也的沒有任何不利的土層，此時，設計人員完全沒有必要設計基礎拉梁。當然如果建筑物屬于規模比較大的公共建筑，則需要另行考慮，比如體育館。此外，如果只是單層的工業廠房，也沒有必要設置，這主要是因為單層廠房都是使用鉸接排架，完全能夠適應廠房帶來的不均勻變形。

另外，如果建筑結構柱彼此之間差距比較大，也不需要設計拉梁。因為拉梁截面的高于寬，取值不適宜，則會出現截面過大的情況，完全會影響到建筑結構實際的承受能力，而如果出現過小的情況，其拉梁作用將會失去。

1.2將填充物看作是附加線荷載

設計人員在選擇使用JCCAD 軟件時，通常是為了設計柱下獨立基礎，也有可能是設計樁承臺，但是無論設計哪一個環節，設計人員一般都會將拉梁上存在的填充物，按照附加線荷載的形式來輸入軟件中，此種折算方式，嚴重影響了基礎安全。因為此種設計方式會導致基礎設計與正常相比小很多，其安全隱患將一直存在。

1.3忽視地下室層數定義

設計人員在對基礎進行拉梁設計時，一把都是選擇使用PMCAD 上部結構模型，同時運用PMSAP等程序，但是此時設計人員往往會忽視將地下室層數定義為1。

如果此建筑工程沒有地下室，而且其第一層層高要高于其他層數，通常其基礎埋深相對很深，此時如果只是選擇使用彈性層間位移腳，則無法達到有關規范的要求，為了能夠達到有關規定，設計人員一般會選擇使用框架結構±0.000下來接近拉梁層。

拉梁可以作為一層進行整體設計，但是注意《抗震規范》6.2.3 條規定：一、二、三級框架結構的底層，柱下端截面組合的彎矩設計值，應分別乘以增大系數1.5、1.25 和1.15。

底層柱縱向鋼筋宜按上下端的不利情況配置。注：底層指無地下室的基礎以上或地下室以上的首層。如果采用SATWE 計算時不定義地下室層數為1，則柱底彎矩設計值增大系數只是在拉梁層，會造成安全隱患。

2.關于多層框架基礎拉梁的幾點看法

2.1框架計算簡圖

無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋，獨立基礎埋埋置較深，在-0.05左右設有基礎拉梁時，應拉梁按層1輸入。以某學生宿舍為例，該項目為3層鋼筋混凝土框架結構，丙類建筑，建筑場地為Ⅱ類；層高3.3m，基礎埋深4.0m，基礎高度0.8m，室內外高差0.45m。根據《抗震規范》第6.1.2條，在8度地震區該工程框架房屋的抗震等級為二級。設計者按3層框架房屋計算，首層層高取3.35m，即假定框架房屋嵌固在-0.05m處的基礎拉梁頂面；基礎拉梁的斷面和配筋按構造設計；基礎按中心受壓計算。顯然，選取這樣的計算生產力簡圖是不妥當的。因為，第一，按構造設計拉梁的斷面和配筋無法平衡柱腳彎矩；第二，《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）（以下簡稱《混凝土規范》第7.3.11條規定，框架結構底層柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。工程設計經驗表明，這樣的框架結構宜按4層進行整體分析計算，即將基礎拉梁層按層1輸入，拉梁上如作用有荷載，應將荷載一并輸入。

2.2基礎拉梁層的計算模型不符合實際情況

基礎拉梁層無樓板，用TAT或SATWE等電算程序進行框架整體計算時，樓板厚度應取零，并定義彈性結點，用總剛分板的方法進行分析計算。有時雖然定義樓板厚度為零，也定義彈性結點，但未采用總剛分析，程序分析時仍然會自動按剛性樓面假定進行計算，與實際情況不符。房屋結構的平面不規則時，應特別注意這一點。

2.3基礎拉梁設計不當

一般來說，當獨立基礎埋置不深，或者埋置雖深但采用了短柱方案時，由于地基不良或柱子荷載差別較大，或根據抗震要求，可沿兩個主軸方向設置構造基礎拉梁。基礎拉梁截面高度可取柱中心距的1/12～1/18，截面寬度可取1/20～1/30。構造基礎拉梁的截面可取上述限值范圍內的下限，縱向受力鋼筋可取上述所連接柱子的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算，當為構造配筋時，除滿足最小配筋率外，也不得小于上下各2#14（二級鋼），箍筋不得小于Ф8@200。當拉梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來荷載時，拉梁截面應適當增加，算出的配筋應和上述構造配筋疊加。構造基礎拉梁頂標高通常與基礎頂標高或智短柱頂高相同。在這種情況下，基礎可按偏心受壓構件計算。

3.結語

綜上所述，可知基礎拉梁設計有很多禁忌，設計人員應該多加注意，了解工程基礎情況之后，再決定是否選擇設計基礎拉梁，明確需要設計基礎拉梁之后，需要正確的選擇基礎拉梁層的計算模型，要依據現實情況進行選擇，這是確定設計方案的關鍵所在，在滿足抗震性的要求下，基礎抗拉完全可以一次性設計，但是需要依據有關規范進行設計，設計時，不能忽視地下室層數定義，避免出現設計誤差。

【參考文獻】

[1]《建筑抗震設計規范》GB50011-2010 中國建筑工業出版社.

[2]高小旺，龔思禮，蘇經宇，易方明編.《建筑抗震設計規范理解與應用》.中國建筑工業出版社.

[3]龔思禮主編.《建筑抗震設計手冊》（第二版）.中國建筑工業出版社.

[4]《PKPM 基礎設計軟件功能詳解》中國建筑科學研究院.建筑工程軟件研究所 著中國建筑工業出版社.

[5]工程部編.《JCCAD 用戶手冊及技術條件》中國建筑科學研究院PKPMCAD.

[6]工程部編.《SATWE 用戶手冊及技術條件》中國建筑科學研究院PKPMCAD.