十字交叉梁基础设计计算方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第6期河海大学学报vd．26No61998年l1月JOURNALOFHOHA1UNIVERSITYNov．1998十字交叉梁基础的设计计算方法7"1．t~7b!一郭树(山东淄博职工大学淄博255000)擅要根据文克尔半元限长粱理论推导了十字交叉粱基础中柱荷载在纵横向的分配公式，讨论了基础底板宽度对基础粱月I度的影响以及基础粱刚度对十字交叉桀基础荷载分配的影响，建立了满足地基承载能力要求的基础底扳宽度的计算公式．运用选代法可以方便地求出基础底板的宽度，从而克服了工程设计中底扳宽度与柱荷载

2、分配不一致的缺点．美羹词交叉粱基础；荷载分配；月I度：底扳宽度在框架结构体系的设计中，基础结构的可靠性尤为重要．框架结构的基础常采用独立基础、条形基础、交叉梁基础及筏板基础等形式．基础类型的选择取决于工程地质条件、水文地质条件以及上部结构荷载的大小等因素．当上部结构的荷载较大、基础较软弱时，可选用双向设置的格形基础，即十字交叉梁基础(囹1)，以满足地基承载能力和地基变形的要求，从而保证结构物的可靠性．十字交叉梁基础的设计，必须把框架柱传至交叉节点处的荷载分配给纵横两个方向的基础梁。按倒梁法、文克尔地基系数法及链杆法等计算基础的内力，然后进行

3、配筋计算等．目前在工程界，一般先假定基础梁底板的尺寸计算荷载分配，再验算地基承载能力的要求．地基承载能力的要求往往与先前假定的底板宽度不一致，需反复计算．而在设计过程中，工程设计人员往往又对地基承载力的要求不严格控制，这样的设计就很圉l十字交叉粱基础难满足结构可靠性的要求．本文将推导同时满足荷载分配及地基承载能力要求的计算公式．1十字交叉梁基础的荷载分配柱作用在十字交叉梁地基节点处的荷载，应由纵横两个方向的基础共同承担．当忽略基础梁抗扭刚度的影响时，荷载的分配应满足如下静力平衡条件和变形协调条件：P=P+P＼We-：f‘式中只——柱传至交叉

4、节点处的荷载；P，——分配到纵横向基础上的荷载；We-。w——纵横向基础在交叉节点处的沉降．收稿日期：1997一∞一10第一作者简介：冉阳女讲师工程力学专业已发表‘璜应力混凝土空心斜扳粱应力测试与分析)等论文维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第6期脂阳等十字交叉粱基础的设计计算方法，可以推导出：B=+B—SiPi1Bi．S=i~(2)BiSiyv=+≯JI、‘P：B坐P{+4Bc1式中Bh，B——与节点i相交的z和Y方向地基底板的宽度；s，s——与i节点相交处的z和方向基础的刚度特征值，图2节点荷戢的分配=德j一(3)

5、其中^——文克尔系数；b——地基梁的刚度．2地基梁刚度对荷载分配的影响地基粱的截面形式如图3所示，常为倒T形．图3中：梁高h根据荷载的太小及柱距确定，一般可取{～吉；6取柱宽+100ram，由底板抗剪和抗弯的要凸求确定；B应由地基承载能力要求[2]确定，即≥‰㈤—式中d——地基埋深；∑P，∑P—分配到地基梁上的z方向和囤3地上基粱的截L方向的㈣荷L载总和；_地基承载能力，可由勘探报告提出的标准值，再面形式考虑地基埋深d的修正确定．一般情况下，式(4)与先行假定的B值不一样，需要重新计算．为了解决这一问题，本文作如下讨论：由于B，Bd为未知数

6、，k，亦为未知数，考虑到B，B对，的影响，纵横向基础粱的刚度可用下式表示：I=a0I口=a、】lit5式中0，L一不考虑底板宽度影响的矩形截面的刚度；。，。——基础宽度对地基梁刚度的影响系数．从式(2)可以看出，荷载的分配只与B，S有关．实际工程中，％(=z，)约在1．2～1．8之内．因此，=(1．0．5～1．15)j=z，(6)可见影响系数叼(=z，)对刚度特征值的影响幅度不太．为方便起见，取为定值1．1．所以，维普资讯http://www.cqvip.com116河悔大学学报l998年l1月s-～从这里可以看出，当b，h，，E确定后，柱

7、力在纵攒向的分配主要与基础宽度Bd(=z，)有关．3地基底板宽度根据《建筑地基基础设计规范》，按式(2)求得荷载分配，尚应满足式(4)的要求．对于图4，=i=l，⋯，；=A，B，C，D监-i4BAS~．盘：BBSBBBS~~Saop耳百B-B&DBJB十4BtStB十十4，，B白=(f一20d)b(8)盎盘～盘————————盘————=盘————!：—盘————一i从式(8)可以看出，当基础粱的b，h，E，确定后，，，Bc，／3oBl，B2，⋯，可由该式直接解出．但是求解过程较为复杂，建议运用迭代法或编制计算机程序进行求解(DCCD图4底

8、板宽度决定的坐标4计算实例【]如图5所示的交叉条形基础，节点荷载P1：l300kN，P2=2000kN，P3=2200kN，P4=150kN，地基承载能力，=160kPa，基础埋