摘要：多層磚混結(jié)構(gòu)住宅條形基礎(chǔ)寬度設(shè)計的調(diào)整

　　關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)住宅基礎(chǔ)

　　1、前言

　　磚混結(jié)構(gòu)是目前廣泛采用的一種結(jié)構(gòu)型式，設(shè)計人員往往認為其結(jié)構(gòu)型式簡單，重視不夠，計算不認真，以致引起一系列問題，甚至釀成嚴重質(zhì)量事故。首先，不少項目在缺少必要的地質(zhì)勘察資料下憑經(jīng)驗或盲目進行基礎(chǔ)設(shè)計，其后果是建筑物沉降過大或不均勻沉降，甚至開裂、傾斜，或過于保守，導致浪費嚴重。其次，對變形縫設(shè)置不按規(guī)定，亦無相應技術(shù)措施，對墻體穩(wěn)定和強度不作必要的驗算，或僅按建筑設(shè)計作粗略估算，造成結(jié)構(gòu)隱患。其三，在鋼筋混凝土梁、板設(shè)計計算方面，忽視剛度要求，撓跨比偏��；承載力計算一般只注意正截面的要求，忽視了斜截面承載力和構(gòu)造要求。對房屋抗震要求，如圈梁、構(gòu)造柱的布置等，普遍不夠重視。以上通病，在國家頒發(fā)的相關(guān)規(guī)程、規(guī)范中均有明確規(guī)定，是屬于有法不依、有章不循的問題，設(shè)計人員對此必須引起重視，認真學習規(guī)范，嚴格執(zhí)行規(guī)范要求。但也有一些問題，規(guī)范尚未涉及，而按常規(guī)方法設(shè)計計算在某些情況下，會降低建筑的安全度，在此筆者提出與同行作一探討。

　　2、工程簡介和基礎(chǔ)設(shè)計

　　某5層坡屋面磚混結(jié)構(gòu)住宅樓，層高均為3m，另架空層層高2.2m，基礎(chǔ)埋深H＝1.5m，地基承載力Rk＝150kN/m2.

　�。�1）基礎(chǔ)寬度設(shè)計問題：磚混結(jié)構(gòu)條形基礎(chǔ)寬度在設(shè)計中一般是根據(jù)各墻段在基礎(chǔ)頂面的豎向荷載和已知的地基承載力沿基礎(chǔ)長度方向取1m長來計算確定的。這種常規(guī)設(shè)計方法雖簡單方便，但由于基礎(chǔ)縱橫交叉處底面積重疊，用上述方法確定的基礎(chǔ)寬度所構(gòu)成的基底面積將小于實際所需的基底面積。當?shù)鼗�承載力較低，基礎(chǔ)寬度較大時，問題更加突出，應該對基底寬度進行合理的調(diào)整。

　�。�2）按常規(guī)方法分析計算基底寬度：將縱橫基礎(chǔ)交叉點定義為節(jié)點，每個節(jié)點的范圍為開間方向相鄰墻體中心線間的距離及進深方向相鄰墻體中心線間的距離。假定條形基礎(chǔ)的中心線與各墻體的中心線重合，并把節(jié)點分類為角節(jié)點1、邊節(jié)點2、中節(jié)點3，則按常規(guī)方法求得各墻段的基礎(chǔ)寬度分別為B1＝1.39m，B2＝1.88m，B3＝0.31m，B4＝0.88m和B5＝1.48m.

　　對于邊節(jié)點2：由B2、B4構(gòu)成的節(jié)點基底面積A1＝B2（2.25＋B4／2）＋B4（1.8－B2／2）×2＝1.88×（2.25＋0.88/2）＋0.88×（1.8－1.88/2）×2＝6.57m2；邊節(jié)點范圍內(nèi)基礎(chǔ)頂面荷載合力P＝1.8×106×2＋2.25×226＝890.1kN；P作用下邊節(jié)點范圍內(nèi)實際所需的基底面積A＝P/f0＝890.1/120＝7.42m2.因此，按常規(guī)設(shè)計方法所得的基底面積與實際所需基底面積相比缺少ΔA＝A－A1＝7.42－6.57＝0.85m2，即有ΔA／A＝0.85/7.42＝12%.

　　根據(jù)類似計算方法，對于中節(jié)點3，可得其A1＝8.59m2，P＝1227kN，A＝10.23m2，因而ΔA＝1.64m2，ΔA／A＝16%；對于角節(jié)點1，可得其A1＝4.71m2，P＝566kN，A＝4.71m2，因而ΔA＝0.由此可見，角節(jié)點的基底自然增補面積與重疊面積相等，所以按常規(guī)設(shè)計方法所得的角節(jié)點的基底面積與實際所需基底面積相等。在考慮基礎(chǔ)寬度調(diào)整時，只需調(diào)整邊節(jié)點和中節(jié)點即可。

　�。�3）基礎(chǔ)寬度調(diào)整方法：由于條形基礎(chǔ)縱橫交叉處面積重疊，按常規(guī)方法計算的基底寬度所構(gòu)成的基底面積比實際所需的基底面積減少了ΔA，應對基底寬度進行調(diào)整。一般情況下，磚混結(jié)構(gòu)條形基礎(chǔ)按地基反力均勻分布進行設(shè)計，且在設(shè)計中假定“基底總面積的形心與基底總荷載合力的重心相重合”，因此，不必考慮荷載偏心的影響，只需考慮力的豎向平衡。所以在A1中補足ΔA時，可根據(jù)豎向靜力平衡的原理按節(jié)點各墻段的豎向荷載的合力與節(jié)點荷載總合力的比值將ΔA分配到各個墻段相應的基底面積中去。

　　設(shè)邊節(jié)點各墻段應補足的基底面積分別為ΔA2、ΔA4：ΔA2＝（2.25×226）×ΔA／P＝（2.25×226）×0.85/890.1＝0.486m2，ΔA4＝（1.8×106）×ΔA／P＝（1.8×106）×0.85/890.1＝0.182m2；設(shè)上述補足的面積ΔA2、ΔA4轉(zhuǎn)化為各墻段原有基礎(chǔ)增加的寬度相應為ΔB2、ΔB4，則ΔB2（2.25－B4／2）＝ΔA2，得ΔB2＝0.27m，故ΔB2／B2＝0.27/1.88＝14%；（ΔB4／2）×（1.8＋1.8－B2/2）＝ΔA4，得ΔB4＝0.14m，故ΔB4／B4＝0.14/0.88＝16%.在用上述方法計算時，小黑塊面積被重復計算，由于值很小，對工程設(shè)計影響不大，可忽略不計。調(diào)整后，邊節(jié)點基底寬度分別為：B2′＝B2＋ΔB2＝1.88＋0.279＝2.15m，B4′＝B4＋ΔB4＝0.88＋0.14＝1.02m.

　　邊節(jié)點計算結(jié)果表明：缺少面積ΔA占實際所需面積的12%，B2增加幅度為14%，B4增加幅度為16%.調(diào)整后邊節(jié)點的基底面積A′＝2.15×（2.25＋1.02/2）＋1.02×（1.8－2.15/2）＝7.413m2≈A＝7.42m2，即調(diào)整后基底面積與實際所需的基底面積很接近。

　　用同樣方法可分別求得中節(jié)點各墻段應補足的基底面積ΔA2＝0.68m2，ΔA5＝0.43 m2，ΔA3＝0.10m2.將補足的面積轉(zhuǎn)化為各墻段相應的增加寬度：ΔB2＝0.45m，ΔB2／B2＝0.45/1.88＝24%；ΔB3＝0.08m，ΔB3／B3＝0.08/0.31＝26%；ΔB5＝0.34m，ΔB5／B5＝0.34/1.48＝23%.��

　　3、結(jié)論

　　（1）由于角節(jié)點處按常規(guī)方法求得的基底寬度所構(gòu)成的基底面積與實際所需的基底面積相等，因而不需調(diào)整，只需調(diào)整邊節(jié)點和中節(jié)點即可。

　　（2）邊節(jié)點、中節(jié)點按常規(guī)方法求得的基底面積比實際所需基底面積分別缺少12%和16%；基底寬度的調(diào)幅對節(jié)邊點15%左右，而對中節(jié)點的調(diào)幅23%左右，且并非原來寬度大的基礎(chǔ)調(diào)整幅度也大。因此，按常規(guī)方法求得的磚混結(jié)構(gòu)條形基礎(chǔ)由于節(jié)點處縱橫交叉重疊，使基底面積減少，應對基底寬度進行合理的調(diào)整。當?shù)鼗�承載力較低，基底寬度較大時，基底寬度調(diào)整問題更應引起重視。