結構設計中基礎梁的設計處理方法探究

曾超

（江西南昌　330000）

結構設計中基礎梁的設計處理方法探究

曾超

（江西南昌330000）

基礎梁是基礎的重要組成部分，具有拉結樁基承臺，抵抗不均勻沉降，加強基礎整體性的作用，同時還具有傳遞并承受首層鎮充墻荷載的作用。本文從結構設計中基礎梁的設計處理方法出發，再對基礎系梁與地框梁的構造要求進行了分析介紹。

結構設計；基礎梁；設計處理方法

前言

基礎梁是指基礎的一部分，基礎由基礎梁與外伸翼緣共同組成，如果是梁板共同組成梁板式筏型基礎，基礎則由基礎梁和同筏板組成。再有，預制排架結構體系中，承受外圍護墻發得的墻梁，也叫做基礎梁。還有一種基礎被稱為基礎系梁或者基礎拉梁，是指柱下獨立基礎之間的聯系梁，具有增強整體結構穩定性的作用。另外，還有一種在地面附近設置的基礎梁，主要是為了解決由于首層計算高度過高、基礎埋設置深度較大而出現的結構不穩、抗震不利的問題，其可以有效減少首層計算高度，并具有一定的水平約束力，由于此種地基梁不承受地基反力，又屬于上部結構的一部分，因為又被成為地框梁。總之，基礎梁設計的優良與否直接關系著整體建筑結構的穩定性。

1　結構設計中基礎梁的設計處理方法

1.1基礎梁JL計算方法及受力特點

（1）基礎梁JL是指傳統定義上的基礎梁，是指結構設計中，將框架柱設置在固定的位置，主要作用是傳遞縱向負荷和針對平衡低點中出現的不平衡彎曲進行平衡，此種柱下條形基礎主要由基礎梁與外伸翼緣共同組成，并且基礎梁對受力構件有直接性的影響，由此可見，基礎梁JL的重要性作用。該基礎梁的受力點是在向上彎曲，并且發生變形的部位，具體在中區域。基礎梁JL與頂端結構基礎梁結構之間生成發生彎曲變形作用力是相反的，因為，基礎梁JL所承載的地基反力是向下的，所以彎曲變形作用力自然向下，而頂端基礎梁結構是向上。

（2）傳統的基礎梁JL計算方法中，通常將其視為“倒梁樓蓋體系”，也就是分化處理基地反力的布局，最后在基礎梁的設計中進行運用，此種方法的優點在于簡單明了，但是隨著人們對于基礎梁以及地基反力的研究不斷深化看出，地基反力不是一成不變的，其隨著基礎梁縱向變形而發生改變。隨著科技的發展，在基礎梁的設計中逐漸采用了計算機處理方法，采用文克爾地基模型計算方法，可以看出，地質縱向變形和地基反力之間是成比例關系，也就是說，當基礎梁地基反力較大時，則證明地質縱向變形也比較大，反之亦然。對于，基礎梁JL來說，其受力點部位會形成向上的變形和彎曲，從而會促使土質縱向變形產生，生成地基反力，在基礎梁JL的計算與設計處理中應該重點考慮的兩個問題就是地基反力與縱向變形。

1.2基礎系梁的處理方法

基礎系梁是指柱下獨立基礎之間的聯系梁，其作用是多樣化的，作用不同相應的計算方法也是不同的，具體情況如下：

（1）如果設置基礎系梁的主要目的是增強基礎的整體性，對不均勻沉降進行調節，使框架結構沉降的敏感性得到消除或者減輕，那么其相對應的設計處理是：配筋按照受拉進行計算，拉力大小取系梁結各柱軸力的1/10。按照偏心受壓構建考慮鋼筋的長度。

（2）在土質較好的情況下，柱底的彎矩可利用系梁進行平衡。由于柱底的彎矩具有反復性的特點，因此，對于鋼筋通常的設置，一定要考慮中心受壓構件。

通常情況下，如果發現地基土質量比較差，會在獨立基礎頂部設置系梁，并且柱受彎承受力一定要小于系梁受彎承載力，此時塑性鉸將產生于柱下端、系梁之上，地基也不會受地震彎矩的影響。然而，當系梁相對較弱時，地基將承受地震彎矩所產生的彎矩作用。當基礎頂面與系梁之間的距離比較近時，系梁下方很容易形成短柱，因此，一定要對系梁端部截面進行加高，到基礎頂面為止，具體情況如圖1所示。

圖1　

1.3地框梁的處理方法

在建筑中，如果設有地下室，并且要求為鋼筋混凝土結構，此時一定要將其設為多層框架結構。如果將基礎梁埋的比較深時，一定要在首層設置地框梁，并且首層地面要適度將低，一般在0.1m左右，計算分析處理時，可依據獨立層輸入處理的方式進行，在模型設計中應該將此層設置為地下室，地框梁與基礎頂之間的距離直接決定的樓高，因此，在設計樓高時，必須要充分考慮這一問題。對于下部柱配筋的設置，可考慮按照地下室輸入與非地下室的輸入進行分析計算，主要是因為該層土地對其沒有非常高的約束，并且無樓板。

以某工程為例：該工程為鋼筋混凝土框架結構，首層層高為6m，地上層共有5層，每層層高為5m。經過綜合的分析確定，首層計算高度要達到6.5m，基礎高度要達到1.1m，基礎深埋為3m。如果設置地框梁層，利用相應的計算軟件實施計算，結果顯示首層與二層之間的剛度比為0.5，和上三層平均值剛度比值為0.55，那么便可以判定該層屬于薄弱層，抗震能力不強。如果設置地框梁層，梁高設置為600m，通過相應的計算軟件得出，首層與二層之間的剛度比為1.0，和上三層平均值剛度比值為1.1，完全滿足豎向規則要求，將具有極強的抗震能力。

在設計中，如果要在首層下在增加地框梁層，為了確保首層部位柱內能夠有效增加，計算中，一定要將樓板定位彈性板、將地框梁定義為地下室，實施整體上的計算分析，要按照相應的計算結果來設計地框梁。在抗震等級方面，地上部分與地下部分要保持一致。對于下部柱的設計，除了要考慮配筋之外，還應該考慮短柱構造的相關要求。此種處理方法，可以有效提高抗震性能，并且可以防止結構底層出現薄弱層的現象。

2　基礎系梁與地框梁的構造要求

2.1基礎系梁構造

對于基礎系梁構造的要求，主要是針對梁高、梁寬以及配筋等等，其中梁高包括要控制在1/15～1/20L之間，梁寬要控制在1/25～1/35L之間配筋方面一定要滿足上下相同這一要求。在縱向鋼筋的設置上，一定要滿足向下彎錨或者搭接的要求。由于系梁不受抗震方面的影響，因此，這一方面的要求可以不必考慮，從而對于錨固和鋼筋搭接方面的設置，也可以不同考慮抗震方面的要求。

由于地基反力對拉梁產生不了任何影響，因此，為了保障地基土與底面之間形成一定的空隙，一定要進行合理設置，并且在拉梁設計圖紙中要明確標出：先利用素土進行夯實，在利用爐渣進行鋪設，爐渣鋪設厚度不可小于200mm厚，梁底要留一定距離的高空隙，一般要在50mm之上，或者鋪設一層可壓縮性材料，例如：苯板。

2.2地框梁構造

地框梁的主要特征就是基礎頂面比梁底還要低，施工中應該按照框架梁的相關要求進行，如果結構由抗震要求，那么在構造方面，要對抗震有針對性的設計，抗震等級要與上部樓層保持一致。在地框梁層的影響下，致使基礎頂面間的柱成為短柱，設計中一定要將其作為重點，構造設計中以短柱相關要求為基準。另外，要對首層地面之上的柱箍筋加密區范圍進行合理的設計。

3　總結

基礎梁根據其作用的不同，分為不同的類別，具體包括：基礎梁JL、基礎系梁、地框梁等等。基礎梁是確保整體建筑結構穩定的關鍵，對基礎梁的設計一定要根據相應的設計意圖，不同類別的基礎梁，其受力特征和計算方法是不同的，應該嚴格遵守其構造要求，合理選擇計算模型。本文從結構設計中基礎梁的設計處理方法出發，再對基礎系梁與地框梁的構造要求進行分析介紹，希望對基礎梁的設計有借鑒作用。

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TU223

A

1673-0038（2015）49-0088-02

2015-11-1

曾超（1978-），男，工程師，本科，主要從事建筑結構設計工作。