關于樁基承臺間連系梁設計的探析

孟思源

遼寧省石油化工規劃設計院有限公司 遼寧 沈陽 110000

1 加強樁基承臺間連系梁設計的必要性

樁基承臺間連系梁是樁基礎設計中經常用到的一種結構構件。樁基承臺間連系梁在基礎體系中具有重要作用：①對于單樁承臺雙向和兩樁承臺短向的連系梁其作用是加強樁基的整體剛度，保證結構內力分析時柱底為固端的假定。連系梁用于平衡柱腳彎矩，避免樁承受柱腳彎矩。②在地震作用下，建筑物的各樁基承臺所受的地震剪力和彎矩是不確定的，此時在縱橫兩方向設置的連系梁，有利于提高樁基的整體受力性能，起到協調各承臺間地震荷載的作用。③調整承臺沉降，減少承臺沉降差的作用。④承擔連系梁上的豎向荷載并將荷載傳遞至承臺的作用。基于樁基承臺間連系梁的重要作用，因此需要對其進行合理設計[1]。

2 樁基承臺間連系梁的合理設置分析

樁基承臺間連系梁的合理設置應按照《建筑抗震設計規范》及2016年局部修訂 GB50011－2010第6.1.11條、《建筑地基基礎設計規范》GB50007－2011第8.5.23條、《建筑樁基技術規范》JGJ 94-2008第4.2.6條的要求執行。即：①一級框架和Ⅳ類場地的二級框架柱承臺；②承臺埋深較深，或各承臺埋置深度差別較大；③單樁承臺時，應在兩個互相垂直的方向設置連系梁（當樁與柱的截面直徑之比大于2時，可不設連系梁）；④兩樁承臺時，應在其短向設置連系梁；⑤有抗震要求的柱下獨立承臺，宜在兩個主軸方向設置連系梁；⑥連系梁頂面宜與承臺頂面位于同一標高[2]。

3 樁基承臺間連系梁設計要點的分析

3.1 確定連系梁截面分析

主要表現為：①連系梁應按軸心受壓構件確定其截面尺寸，并同時滿足：“寬度不宜小于250mm，其高度可取承臺中心距，且不宜小于400mm。”的構造要求。連系梁最小寬度和高度尺寸的規定，是為了確保其平面外有足夠的剛度；②按軸心受壓構件驗算截面尺寸時，可按《混凝土結構設計規范》（2015年版）GB50010-2010中的6.2.15計算。

3.2 樁基承臺間連系梁設計的計算分析

具體表現為：①計算豎向荷載作用下內力時，連系梁端為固定支座；②計算柱腳彎矩作用下內力時：1）梁端為單樁承臺或兩樁承臺短向時，支座按簡支假定；2）梁端為兩樁承臺長向及三樁(含)以上承臺時，支座按固定假定；③連系梁的計算跨度取值：1）兩端為單樁承臺或兩樁承臺短向時梁計算跨度為承臺中心距；2）兩端為兩樁承臺長向及三樁(含)以上承臺時計算跨度：L0=1.05 X Sn；3）一端為單樁承臺或兩樁承臺短向、一端為兩樁承臺長向及三樁(含)以上承臺時，梁計算跨度：L0=Sn+a+hb(hb為梁高)。

3.3 連系梁的內力及配筋計算分析。

樁基承臺間連系梁由于支座、荷載工況的不同，其截面不僅應計算受彎承載力還應計算受拉承載力及受剪承載力。

（1）兩樁承臺長向及三樁(含)以上承臺間連系梁的計算：①跨中無荷載時，連系梁為軸心受拉構件。應按《混凝土結構設計規范》式6.2.22計算連系梁軸心拉力作用下的正截面受拉承載力，N≤fyAs；②跨中有荷載時，連系梁為受彎和偏心受拉構件。應按下列步驟進行內力、配筋計算：1)計算梁在跨中豎向荷載作用下的內力；2)按《混凝土結構設計規范》第6.2.10，6.2.14條公式計算連系梁在彎矩作用下的正截面受彎承載力；3)按《混凝土結構設計規范》公式6.2.23－1，6.2.23－2，6.2.23－3，6.2.23－4計算連系梁在偏心拉力作用下的正截面受拉承載力；4)取2)，3)計算的鋼筋面積包絡值進行縱向配筋設計；5)按《混凝土結構設計規范》公式6.3.1－1，6.3.1－2，6.3.14計算連系梁在偏心拉力作用下的斜截面受剪承載力[3]。

（2）單樁承臺、兩樁承臺短向間連系梁的計算：

①計算連系梁在跨中豎向荷載作用下的各跨內力；②按《混凝土結構設計規范》第6.2.10，6.2.14條公式計算連系梁在彎矩作用下的正截面受彎承載力；③計算連系梁在支座彎矩荷載作用下的內力，并取其內力絕對值與豎向荷載作用下的內力進行疊加；④按《混凝土結構設計規范》公式6.2.23－1，6.2.23－2，6.2.23－3，6.2.23－4計算連系梁在偏心拉力作用下的正截面受拉承載力；⑤ 取②，④計算的鋼筋面積包絡值進行縱向配筋設計；⑥ 按《混凝土結構設計規范》公式6.3.1－1，6.3.1－2，6.3.14計算連系梁在偏心拉力作用下的斜截面受剪承載力；⑦連系梁跨中無豎向荷載時，為偏心受拉構件。可僅進行③～⑥的內容計算。

3.4 連系梁正常使用極限狀態驗算

具體表現為：①連系梁應進行在跨中豎向荷載作用下撓度和裂縫控制驗算；②撓度限值和裂縫控制要求按《混凝土結構設計規范》第3.4.1～3.4.5條執行；③撓度和裂縫計算方法按《混凝土結構設計規范》第7章相關內容執行；④混凝土的耐久性設計按《混凝土結構設計規范》第3.5.1～3.5.8條執行。

3.5 連系梁的配筋構造要求分析

具體體現在：①梁的最外層鋼筋的保護層厚度應符合《混凝土結構設計規范》表8.2.1的規定。當環境有腐蝕時，應按照《工業建筑防腐蝕設計規范》GB50046 第4.2.5，第4.8.5的內容采取有效的防腐措施；②配筋構造應滿足《混凝土結構設計規范》第9.2節的要求；③縱向鋼筋宜采用對稱配筋布置；④按軸心受拉構件計算出的縱向鋼筋應按全截面布置；⑤抗震地區單樁承臺、兩樁承臺短向間連系梁箍筋應在支座處加密。縱向鋼筋在承臺的錨固要求：1)縱向鋼筋應按受拉要求錨入承臺，其錨固長度從柱邊算起≥La，La按《混凝土結構設計規范》第8.3節要求計算；抗震地區連系梁鋼筋錨入單樁承臺或兩樁承臺短向時，其錨固長度應為LaE；抗震等級同上部結構；2)當水平長度不滿足錨固長度La時，可將縱向鋼筋伸至承臺邊后彎折15d，且水平段錨固長度≥0.45La；3)當錨固鋼筋的保護層厚度不大于5d時，應根據《混凝土結構設計規范》第8.3.1條第3款的要求在錨固長度范圍內配置橫向構造鋼筋[4]。

4 結束語

綜上所述，樁基礎作為工程建設中常見的基礎之一，其合理設計顯得尤為重要。通過對相關規范的學習、理解并結合實際工程經驗。分析樁基承臺間連系梁設計的認識，并提出可用于連系梁手工計算的簡便方法。但是樁基承臺間連系梁并非單一類型的受力構件，規范對其設計也并未有詳細、全面的規定。因此對樁基承臺間連系梁設計進行分析具有重要意義。

[1] 楊林曙.基礎連系梁相關概念辨析及設計方法探討[J].河南科技,2014,(02):150-151.

[2] 謝海峰,周國順.樁基礎承臺間連系梁設計分析[J].建材世界,2012,33(01):65-68.

[3] 林巍,吳杰,周建爐.抗拔樁基承臺的數值模擬研究[J].建筑結構,2016,(S1):795-798.

[4] 李艷嘉.樁承臺間連系梁的設計分析[J].山西建筑,2012,38(18):62-63.