结构设计中基础梁的设计处理方法探究

曾超

（江西南昌　330000）

结构设计中基础梁的设计处理方法探究

曾超

（江西南昌330000）

基础梁是基础的重要组成部分，具有拉结桩基承台，抵抗不均匀沉降，加强基础整体性的作用，同时还具有传递并承受首层镇充墙荷载的作用。本文从结构设计中基础梁的设计处理方法出发，再对基础系梁与地框梁的构造要求进行了分析介绍。

结构设计；基础梁；设计处理方法

前言

基础梁是指基础的一部分，基础由基础梁与外伸翼缘共同组成，如果是梁板共同组成梁板式筏型基础，基础则由基础梁和同筏板组成。再有，预制排架结构体系中，承受外围护墙发得的墙梁，也叫做基础梁。还有一种基础被称为基础系梁或者基础拉梁，是指柱下独立基础之间的联系梁，具有增强整体结构稳定性的作用。另外，还有一种在地面附近设置的基础梁，主要是为了解决由于首层计算高度过高、基础埋设置深度较大而出现的结构不稳、抗震不利的问题，其可以有效减少首层计算高度，并具有一定的水平约束力，由于此种地基梁不承受地基反力，又属于上部结构的一部分，因为又被成为地框梁。总之，基础梁设计的优良与否直接关系着整体建筑结构的稳定性。

1　结构设计中基础梁的设计处理方法

1.1基础梁JL计算方法及受力特点

（1）基础梁JL是指传统定义上的基础梁，是指结构设计中，将框架柱设置在固定的位置，主要作用是传递纵向负荷和针对平衡低点中出现的不平衡弯曲进行平衡，此种柱下条形基础主要由基础梁与外伸翼缘共同组成，并且基础梁对受力构件有直接性的影响，由此可见，基础梁JL的重要性作用。该基础梁的受力点是在向上弯曲，并且发生变形的部位，具体在中区域。基础梁JL与顶端结构基础梁结构之间生成发生弯曲变形作用力是相反的，因为，基础梁JL所承载的地基反力是向下的，所以弯曲变形作用力自然向下，而顶端基础梁结构是向上。

（2）传统的基础梁JL计算方法中，通常将其视为“倒梁楼盖体系”，也就是分化处理基地反力的布局，最后在基础梁的设计中进行运用，此种方法的优点在于简单明了，但是随着人们对于基础梁以及地基反力的研究不断深化看出，地基反力不是一成不变的，其随着基础梁纵向变形而发生改变。随着科技的发展，在基础梁的设计中逐渐采用了计算机处理方法，采用文克尔地基模型计算方法，可以看出，地质纵向变形和地基反力之间是成比例关系，也就是说，当基础梁地基反力较大时，则证明地质纵向变形也比较大，反之亦然。对于，基础梁JL来说，其受力点部位会形成向上的变形和弯曲，从而会促使土质纵向变形产生，生成地基反力，在基础梁JL的计算与设计处理中应该重点考虑的两个问题就是地基反力与纵向变形。

1.2基础系梁的处理方法

基础系梁是指柱下独立基础之间的联系梁，其作用是多样化的，作用不同相应的计算方法也是不同的，具体情况如下：

（1）如果设置基础系梁的主要目的是增强基础的整体性，对不均匀沉降进行调节，使框架结构沉降的敏感性得到消除或者减轻，那么其相对应的设计处理是：配筋按照受拉进行计算，拉力大小取系梁结各柱轴力的1/10。按照偏心受压构建考虑钢筋的长度。

（2）在土质较好的情况下，柱底的弯矩可利用系梁进行平衡。由于柱底的弯矩具有反复性的特点，因此，对于钢筋通常的设置，一定要考虑中心受压构件。

通常情况下，如果发现地基土质量比较差，会在独立基础顶部设置系梁，并且柱受弯承受力一定要小于系梁受弯承载力，此时塑性铰将产生于柱下端、系梁之上，地基也不会受地震弯矩的影响。然而，当系梁相对较弱时，地基将承受地震弯矩所产生的弯矩作用。当基础顶面与系梁之间的距离比较近时，系梁下方很容易形成短柱，因此，一定要对系梁端部截面进行加高，到基础顶面为止，具体情况如图1所示。

图1　

1.3地框梁的处理方法

在建筑中，如果设有地下室，并且要求为钢筋混凝土结构，此时一定要将其设为多层框架结构。如果将基础梁埋的比较深时，一定要在首层设置地框梁，并且首层地面要适度将低，一般在0.1m左右，计算分析处理时，可依据独立层输入处理的方式进行，在模型设计中应该将此层设置为地下室，地框梁与基础顶之间的距离直接决定的楼高，因此，在设计楼高时，必须要充分考虑这一问题。对于下部柱配筋的设置，可考虑按照地下室输入与非地下室的输入进行分析计算，主要是因为该层土地对其没有非常高的约束，并且无楼板。

以某工程为例：该工程为钢筋混凝土框架结构，首层层高为6m，地上层共有5层，每层层高为5m。经过综合的分析确定，首层计算高度要达到6.5m，基础高度要达到1.1m，基础深埋为3m。如果设置地框梁层，利用相应的计算软件实施计算，结果显示首层与二层之间的刚度比为0.5，和上三层平均值刚度比值为0.55，那么便可以判定该层属于薄弱层，抗震能力不强。如果设置地框梁层，梁高设置为600m，通过相应的计算软件得出，首层与二层之间的刚度比为1.0，和上三层平均值刚度比值为1.1，完全满足竖向规则要求，将具有极强的抗震能力。

在设计中，如果要在首层下在增加地框梁层，为了确保首层部位柱内能够有效增加，计算中，一定要将楼板定位弹性板、将地框梁定义为地下室，实施整体上的计算分析，要按照相应的计算结果来设计地框梁。在抗震等级方面，地上部分与地下部分要保持一致。对于下部柱的设计，除了要考虑配筋之外，还应该考虑短柱构造的相关要求。此种处理方法，可以有效提高抗震性能，并且可以防止结构底层出现薄弱层的现象。

2　基础系梁与地框梁的构造要求

2.1基础系梁构造

对于基础系梁构造的要求，主要是针对梁高、梁宽以及配筋等等，其中梁高包括要控制在1/15～1/20L之间，梁宽要控制在1/25～1/35L之间配筋方面一定要满足上下相同这一要求。在纵向钢筋的设置上，一定要满足向下弯锚或者搭接的要求。由于系梁不受抗震方面的影响，因此，这一方面的要求可以不必考虑，从而对于锚固和钢筋搭接方面的设置，也可以不同考虑抗震方面的要求。

由于地基反力对拉梁产生不了任何影响，因此，为了保障地基土与底面之间形成一定的空隙，一定要进行合理设置，并且在拉梁设计图纸中要明确标出：先利用素土进行夯实，在利用炉渣进行铺设，炉渣铺设厚度不可小于200mm厚，梁底要留一定距离的高空隙，一般要在50mm之上，或者铺设一层可压缩性材料，例如：苯板。

2.2地框梁构造

地框梁的主要特征就是基础顶面比梁底还要低，施工中应该按照框架梁的相关要求进行，如果结构由抗震要求，那么在构造方面，要对抗震有针对性的设计，抗震等级要与上部楼层保持一致。在地框梁层的影响下，致使基础顶面间的柱成为短柱，设计中一定要将其作为重点，构造设计中以短柱相关要求为基准。另外，要对首层地面之上的柱箍筋加密区范围进行合理的设计。

3　总结

基础梁根据其作用的不同，分为不同的类别，具体包括：基础梁JL、基础系梁、地框梁等等。基础梁是确保整体建筑结构稳定的关键，对基础梁的设计一定要根据相应的设计意图，不同类别的基础梁，其受力特征和计算方法是不同的，应该严格遵守其构造要求，合理选择计算模型。本文从结构设计中基础梁的设计处理方法出发，再对基础系梁与地框梁的构造要求进行分析介绍，希望对基础梁的设计有借鉴作用。

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[3]王国体.基础梁边界约束作用的虚拟节点法[J].岩土工程学报，2009，03：447～451.

TU223

A

1673-0038（2015）49-0088-02

2015-11-1

曾超（1978-），男，工程师，本科，主要从事建筑结构设计工作。