摘要：多層磚混結構住宅條形基礎寬度設計的調整

　　關鍵詞：砌體結構住宅基礎

　　1、前言

　　磚混結構是目前廣泛采用的一種結構型式，設計人員往往認為其結構型式簡單，重視不夠，計算不認真，以致引起一系列問題，甚至釀成嚴重質量事故。首先，不少項目在缺少必要的地質勘察資料下憑經驗或盲目進行基礎設計，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，對變形縫設置不按規(guī)定，亦無相應技術措施，對墻體穩(wěn)定和強度不作必要的驗算，或僅按建筑設計作粗略估算，造成結構隱患。其三，在鋼筋混凝土梁、板設計計算方面，忽視剛度要求，撓跨比偏�。怀休d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造要求。對房屋抗震要求，如圈梁、構造柱的布置等，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、工程簡介和基礎設計

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

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

　�。�2）按常規(guī)方法分析計算基底寬度：將縱橫基礎交叉點定義為節(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)點范圍內基礎頂面荷載合力P＝1.8×106×2＋2.25×226＝890.1kN；P作用下邊節(jié)點范圍內實際所需的基底面積A＝P/f0＝890.1/120＝7.42m2.因此，按常規(guī)設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。在考慮基礎寬度調整時，只需調整邊節(jié)點和中節(jié)點即可。

　�。�3）基礎寬度調整方法：由于條形基礎縱橫交叉處面積重疊，按常規(guī)方法計算的基底寬度所構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整。一般情況下，磚混結構條形基礎按地基反力均勻分布進行設計，且在設計中假定“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；設上述補足的面積ΔA2、ΔA4轉化為各墻段原有基礎增加的寬度相應為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，對工程設計影響不大，可忽略不計。調整后，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、結論

　�。�1）由于角節(jié)點處按常規(guī)方法求得的基底寬度所構成的基底面積與實際所需的基底面積相等，因而不需調整，只需調整邊節(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%；基底寬度的調幅對節(jié)邊點15%左右，而對中節(jié)點的調幅23%左右，且并非原來寬度大的基礎調整幅度也大。因此，按常規(guī)方法求得的磚混結構條形基礎由于節(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整。當地基承載力較低，基底寬度較大時，基底寬度調整問題更應引起重視。