建筑设计中基础梁的结构处理

2013-02-01王媛媛

中国建材科技 2013年4期

王媛媛李江于洋

（国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京100081）

1 建筑设计中基础梁结构处理方法

1.1 JL受力特点和计算处理方法

JL在一般情况下是指在建筑设计当中框架柱镶嵌固定位置，被用作平衡柱底点中不平衡弯曲与传递纵向负荷，在建筑设计当中基础梁大小和配置钢筋上部结构中传来的地基土以及负荷在物理学角度上有一定的关系。在建筑框架结构设计当中，外伸翼和基础梁共同构成了柱下条形基础，并且作为地基反力中直接影响的受力构件。当中产生的规律通常是在中区域内生成的向上弯曲并发生变形的部分，这和顶端结构基础梁在产生纵向负荷作用之下生成的向下并发生弯曲变形部分是成反向作用的。由于在建筑设计当中基础梁所要承载的地基反力方向是向下的，所以设计当中的基础梁所承受钢筋形式和顶端基础梁结构是不相同的。

在传统建筑设计中存在着诸多限制计算处理的原因，通常上是把建筑设计中基础梁在一定环境下看作是倒梁楼盖体系，将建筑施工当中地基反力的布局进行分化处理，最后运用实施到建筑设计中基础梁的建设上。这样对基础梁结构处理的方法清晰，并且处理的方法简洁明了，在一定程度上为建筑设计中基础梁结构的处理和施工提供了便利的条件。但是建筑施工技术人员对于基础梁有了进一步的认识和研究，并从中发现基础梁中地基反力并不是不发生改变的，与建筑当中基础梁纵向变形有着直接的关系。在当今信息化网络时代，随着计算机网络技术的不断发展和应用，我们按照文克尔地基模型计算得出，采用的模型中设定地基反力和这个位置上土质的纵向变形是成正比关系的。也就是纵向变形过大的时候，基础梁地基反力比较大，相反而言，纵向变形过小时，基础梁地基反力比较小，成正比的关系。在这样的基础上产生的后果就是有地基反力作用产生的，在建筑设计中基础梁中部位置就会发生向上的反方向弯曲和变形，并造成中部位置土质中纵向变形降低，在这位置上基础梁基的反力也会低于支座的位置。这种将纵向变形和地基反力作用大小进行全面考虑的基础梁处理方法在建筑设计中普遍存在。

1.2 基础系梁处理方法

基础系梁在建筑设计中是和基础梁相互联系的梁，主要作用表现在：

1）为了进一步的加强基础梁建筑的整体性，调整每一部分基础梁之间不均匀的沉降部分，降低或者减小基础梁框架结构对于发生沉降现象而设置基础系梁。按照受力为拉力的处理方法进行配置钢筋，拉力的大小取值为基础系梁受拉力中每一轴的拉力中最大值的十分之一，配置钢筋通长，这时建筑设计中基础梁按照偏心受力构件的方向上进行考虑[1]。

2）基础梁上土质比较好的时候，可以考虑基础系梁的平衡柱底所受弯矩。在基础系梁中按照受弯构件的方法进行处理，并考虑到基础系梁底柱弯曲的方向具有反复性，这时基础系梁要根据中心受力处的构件进行全面的考虑。

在通常的情况下，尤其是当建筑设计中地基土质比较差时，基础系梁应该设置在独立的基础梁顶端，并使基础系梁受力承载力超过底柱受力的承载力，这时塑性铰产生在基础系梁之上的底端，地基可以不用考虑地基弯矩的影响，基础系梁较小时，地基将承载着弯矩的作用。当基础系梁和基础梁顶面距离比较近时，为了减少基础系梁底端弯矩，适当的将基础系梁上部界面增高到基础梁面顶端[1]，如图1所示：

图1 系梁高度对塑性铰形成的影响

1.3 地框梁的处理方法

在建筑设计当中对于设有地下室的钢筋混凝土结构，要设计为多层框架结构。当独立的基础梁埋设较深时，应当在首层地面上降低到0.15m左右并设置地框梁，并根据独立层输入处理的方式进行分析，在建筑设计中应将该层设计为地下室，楼层高度取基础梁顶部到地框梁底端之间的距离，建筑设计中定义为弹性板处理。针对基础梁底部进行钢筋配置，因为这层楼没有楼板，所以土质约束力度不够，可以进一步的考虑根据非地下室的情况和根据地下室情况中计算的结果进行系统的设计和研究[1]。

2 地框梁和基础系梁之间构造的要求

2.1 基础系梁构造的要求

由于拉力本身在建筑设计当中就不具备承载地基反力的作用，所以在工程建筑施工当中就应适当采取科学有效的措施，防止基础梁底端和地基土质之间形成缝隙，在施工设计图纸中清晰注明拉力梁：首先是将土体夯实，再次进行铺设炉灰渣并不超过200mm厚度，基础梁底部余留位置不能超过50mm高空缝隙，或者是铺置苯板材料[1]。