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1、双柱联合桩基承台的实用设计计算方法摘要:分别介绍了在工程中广为应用的双柱联合桩基承台设置暗梁和不设置暗梁的2种设计方案及相应的计算方法;对承台的受冲切承载力计算模型、不设置暗梁时的受弯承载力计算模型,以及设置暗梁时的暗梁计算模型进行了分析讨论;充实了构造措施,附以算例;并结合算例对2种设计方案的计算结果进行了对比分析,得出了可供工程设计参考的结论。关键词:桩基承台;双柱联合桩基承台;暗梁1前言在多层钢筋混凝土框架结构房屋中,其柱网的布置常采用内廊式的三跨四行柱布置方式,中跨即内廊的跨度一般在2.1～3.0m之间,由于内廊两柱柱距较小,其柱下基础常设计成双柱联合基础;若基础类
2、型为桩基,则为双柱联合桩基础。在基础设计规范[1,2]中,对双柱下桩基承台的设计尚没有具体的规定;在建筑结构系列软件PKPM的基础设计软件(JCCAD)中,将双柱联合桩基承台视为具有两柱外包尺寸的单柱桩基承台,取两柱传给承台上的荷载矢量和,作为联合桩基承台的设计荷载,对承台双柱外接矩形边界处进行抗冲切承载力及承台板底筋计算,但对承台柱间配筋没有进行计算,需用户自己补充。广厦基础CAD设计软件中的“群柱桩基”菜单功能只能用于绘图,其计算工作需用户自己完成。目前,关于双柱联合桩基承台设计计算方面的文献甚少,许多设计者仅依据双柱传给承台上的竖向荷载之和,直接套用单柱桩基承台的标准
3、图集进行设计。结合工程实例,对双柱联合桩基承台长边方向的柱间及支座(柱下)截面最大弯矩进行了计算,笔者认为其算法有待商榷。文献[4]结合工程实例,在双柱联合桩基承台的柱间设置暗梁,对暗梁进行了内力及配筋计算,但对承台底部暗梁两侧的配筋没有说明,大多数设计者在实际工程设计中,会根据自己的体会采用各不相同的近似处理方法,但缺少交流。鉴于以上情况,笔者认为,根据现行基础设计规范的基本设计规定,探求一种比较完善的、统一的双柱联合桩基承台的设计计算方法很有必要。本文讨论双柱联合桩基承台采用2种不同设计方案即不设置暗梁与设置暗梁时的计算原理和计算方法。2不设置暗梁的设计计算方法由于双柱
4、联合桩基承台顶面分布着2个荷载作用点,其冲切破坏形态和弯曲破坏形态与单柱桩基承台有所不同,为了能将单柱桩基承台的计算方法推广应用到双柱联合桩基承台,作出以下2条基本计算假设:(1)进行承台的抗冲切承载力计算和承台斜截面受剪验算时,将双柱对承台的作用视为具有两柱外接矩形截面的单柱。(2)进行承台的抗弯承载力计算时,在承台的长边方向,将承台视为支承在两根柱子上的单跨双伸臂梁;在承台的短边方向,与单柱桩基承台类似将承台视为支承在两柱外侧边界连线(延伸至承台短边)处的悬臂梁。211承台受冲切承载力计算由假设(1),采用具有两柱外接矩形截面的单柱柱边到相应桩顶边缘构成的四棱截锥体进行
5、柱对承台的冲切承载力计算;作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值,其数值等于双柱作用于承台顶面的竖向荷载设计值之和减去冲切破坏锥体范围内各基桩的净反力设计值之和。承台受角桩冲切承载力计算与单柱桩基承台相同。212承台受剪承载力计算由假设(1),对具有两柱外接矩形截面的单柱,分别沿纵、横(x,y)两个方向进行承台斜截面受剪承载力计算,计算公式V≤βhsβftb0h0[1]中的b0为承台计算截面处的计算宽度,沿x轴方向,取b0=l;沿y轴方向,取b0=b。式中V为斜截面的最大剪力设计值,可取受剪计算截面一侧的各基桩净反力设计值之和。PDFcreatedwithpdfFactoryP
6、rotrialversionwww.pdffactory.com213承台受弯承载力计算(1)承台长边方向:由假设(2),在承台的长边方向,取基桩净反力(视为集中荷载)作用下的单跨双伸臂梁为计算简图,进行承台的受弯承载力计算,伸臂梁支座(柱下)截面的弯矩恒为正值,在承台底部配置通长的受力钢筋;梁的跨中截面弯矩有正负之分,当为负弯矩时,承台顶部也需配置通长的受力钢筋,另一方向配置分布钢筋,分布钢筋不少于<8@300;若跨中截面不出现负弯矩,则承台顶部可不配筋。承台的配筋按经验公式As=M/(0.9fyh0)计算。承台受拉钢筋最小配筋率取ρmin=0115%。(2)承台短边方向
7、:由假设(2),在承台短边方向,取基桩净反力作用下的悬臂梁为计算简图,受弯计算截面取在两柱外侧边界连线处,其弯矩计算公式为Mx=6Niyi[1]。3设置暗梁的设计计算方法为了简化双柱联合桩基承台的受力分析,沿承台长边方向的柱下,设置通长的钢筋混凝土暗梁。311承台受冲切及受剪承载力计算进行承台的受冲切承载力计算时,采用图二棱截锥体,受冲切承载力计算公式[1,2]修改为Fl≤βhpβftumh0,式中冲切力设计值Fl取暗梁一侧各基桩净反力设计值之和;um取冲切破坏锥体一侧底边的周长,即um=l;冲切系数β=0.84/
