《浅析柱下两桩承台设计》-毕业论文.docVIP

w 浅析柱下两桩承台设计 摘要：本文通过比较相关规范的计算公式，对如何进行柱下两桩承台设计进行探讨，并提出笔者自己一点看法，供工程设计参考。　　关键词：两桩承台深受弯构件受弯承载力受剪承载力 　　1 前言　　在工程建设中，桩基础的应用越来越普遍，桩的类型也多种多样，但桩基承台设计的主要内容基本一致，主要包括受弯、受剪及受冲切计算 (柱冲切、边角桩冲切 )。对于三桩和三桩以上承台的计算，《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)( 以下简称“旧桩基规范”)和《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)(以下简称“地基规范”)中都有很明确的计算公式，但对于柱下两桩承台，这两本规范并未做出明确规定，设计人员一般是参照多桩承台的计算公式，通过计算其抗弯、抗剪、及抗冲切承载力，来确定两桩承台的高度，并按照《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）（以下简称“混凝土规范”）中的一般梁（跨高比大于5）进行截面和配筋设计(以下简称“常规方法”)。　　在2008年10月1日实施的《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）　　（以下简称“新桩基规范”）中，正式提出柱下两桩承台宜按深受弯构件计算其受弯、受剪承载力，不需要进行受冲切承载力计算。　　同时应按深受弯构件配置纵向受拉钢筋、水平及竖向分布钢筋。在实际工程中如何进行柱下两桩承台设计，按深受弯构件设计承台与以前的方法有何差异，本文将对就此问题进行探讨。　　1．柱下两桩承台的内力计算　　2.1受弯计算　　以上三个规范要求的弯矩计算截面都取在柱边和承台高度变化处，弯矩值等于桩顶反力设计值和该桩轴线到计算截面处距离的乘积，即：My=ΣNi*Xi　　“常规方法”的承台按一般梁计算时，其正截面受弯承载力近似计算公式[1]为：　　M≤0.9fyAsh0 ——（1）　　根据混凝土规范第10.7.3 条，钢筋混凝土深受弯构件的正截面受弯承载力的计算公式为:　　M≤fyAsZ ——（2）　　Z=αd(h0-0.5x)　　αd=0.80+0.04(l0/h)　　特别地，当l0h时，Z=0.6 l0，式中其余参数详混凝土规范第10.7.3 条。　　根据公式（1）和（2）可知，承台纵向受力钢筋计算面积，按一般梁和按深受弯构件（深梁）相差很大。在同样梁高情况下，按深受弯构件计算的截面有效高度h0比按一般梁的h0要小，因此按深受弯构件计算比按一般梁计算的两桩承台梁配筋量要大。　　特别是当l0h后，Z=0.6 l0为定值，此时如再增加承台高度也不能减少承台的纵向钢筋用量。　　在实际工程布桩时，基桩的最小中心距一般为3.d~4.0d(d为圆桩直径或方桩边长)，两桩承台的平面尺寸随桩的数量相应确定，而承台的高度则随柱轴力和单桩承载力的增大而加大，此时承台跨高比（l0/h）一般远小于5。符合“混凝土规范”中深受弯构件的定义：“跨高比（l0/h）小于5.0的混凝土梁为深受弯构件，其中l0/h2的简支钢筋混凝土单跨梁和l0/h≤2.5的简支钢筋混凝土多跨连续梁为深梁，深受弯构件应采用特别的配筋构造措施。”根据此定义，柱下两桩承台绝大部分都是深受弯构件，而其中很大部分是深梁，如再按一般梁原理计算承台配筋将会产生较大的误差。根据承台的截面性质，建议用公式（2）来计算承台正截面受弯承载力和纵向钢筋。　　2.1受剪切计算　　地基规范和新桩基规范关于柱下独立桩基承台斜截面受剪承载力计算公式为：　　0 0 1.0V 1.75 ftb h hs +￡lb ——（3）　　βhs——受剪切承载力截面高度影响系数；　　λ——计算截面的剪跨比，“地基规范”：λ0.3 时，取　　λ＝0.3，λ 3.0时取λ＝3.0；“新桩基规范”：λ0.25时，取λ＝0.25，λ 3.0时取λ＝3.0；其余参数详见“地基规范”　　第8.5.18条和“新桩基规范”第5.9.10 条。　　对于配有箍筋但未配弯起钢筋的柱下条形承台梁，“新桩基规范”提出的柱下独立桩基承台斜截面的受剪承载力公式：　　λ——计算截面的剪跨比，λ1.5时，取λ＝1.5，λ 3.0时取λ＝3.0。其余参数详见“新桩基规范”第5.9.14条。　　公式（4）不等式右边第一项为混凝土本身的受剪承载力，第二项为所配置箍筋产生的受剪承载力。第二项计算公式与钢筋混凝土一般梁中集中荷载下箍筋抗剪承载力的计算公式相同。　　在“混凝土规范”中规定，集中荷载下深受弯构件斜截面受剪承载力计算公式为：———（5）　　式中λ———计算剪跨比，当l0/h≤2.0 时取λ=0.25，当2.0 l0/h5.0时取λ=a/h0；其余参数详见混凝土规范第10.7.5-2条；　　公式（5）不等式右边第一项为混凝土的受剪承载力，第二项为所配竖向分布钢筋（即箍筋）的