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柱下两桩承台设计的探讨
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,
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