板式基礎的偏心研究

吳建勇

【摘要】對板式基礎進行偏心設計可有效降低工程量和工程造價，并且對施工工藝亦無特殊要求。與傳統(tǒng)無預偏心大板基礎相比，由下壓穩(wěn)定控制的基礎底板尺寸可相應減小，從而降低了混凝土量和底板配筋量。

【關鍵詞】板式；優(yōu)勢；傳統(tǒng)

1、直柱基礎的設計缺陷

傳統(tǒng)的直柱基礎都是偏心受力的基礎，這是因為鐵塔塔腳主柱型心與基礎截面型心重合，而鐵塔基礎作用力除豎向力外，還有水平荷載，因此開挖基礎底板往往受到由水平力產(chǎn)生的較大彎矩，而且基礎埋深越深，水平力產(chǎn)生的彎矩越大，基底由于彎矩產(chǎn)生的Pmax值也越大。

2、預偏心基礎的優(yōu)勢

采用預偏心基礎后，基礎底板的壓應力分別更均勻，Pmax減小，相同的基礎可適用于地基強度較差的塔位，并且由于偏心存在，基礎底板彎矩減小，基礎鋼筋量隨之降低。因此，對板式基礎進行偏心設計可有效降低工程量和工程造價，并且對施工工藝亦無特殊要求。與傳統(tǒng)無預偏心大板基礎相比，由下壓穩(wěn)定控制的基礎底板尺寸可相應減小，從而降低了混凝土量和底板配筋量。

3、偏心優(yōu)化分析

通過有限元三維數(shù)值仿真了分析輸電桿塔偏心直柱板式新型基礎在大荷載條件下的力學特征，這里定義板式基礎偏心率為偏心距e與基礎底板邊長B的比值。

4、計算結果

4.1 基礎主柱附近的底板存在應力集中現(xiàn)象，上部荷載并非均勻分布于底板，底板最大和最小應力與理論假定出現(xiàn)的部位有所區(qū)別，數(shù)值計算結果顯示最大應力集中出現(xiàn)在直柱下方遠離偏心側的一方。

4.2 通過計算0、1/12、1/10、1/8、1/6、1/4六種不同偏心距結果，得到基底位移隨偏心率增大的變化趨勢可知，有分析可知當偏心率在1/8左右時，基礎底板的應力和位移分布都較為均勻，建議工程中偏心距宜控制在1/8B-1/10B左右。