磚混結構條形基礎交匯處寬度的調整 

許玉璽  朱曉淳

鄭州大學綜合設計研究院   洛陽市吉利區房地產管理局

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，以致引起一系列問題。首先，不少項目在缺少必要的地質勘察資料下憑經驗進行基礎設計，造成建筑物沉降過大或不均勻沉降，反之則導致浪費嚴重。其次，對墻體穩定和強度不作必要的驗算，造成結構隱患。其三，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要求。以上通病，在相關規范中均有明確條文。但也有一些問題，規范尚未涉及，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fa=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lm長來計算確定的。由于基礎縱橫交匯處底面積重疊，用此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。

    (2)按常規方法分析計算基底寬度

    將縱橫基礎交叉點定義為節點，每個節點的范尉為開問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，并把節點分類為角節點1、邊節點2、中節點3，則按常規方法求得各墻段的基礎寬度分別為B1=l.39m，B2=1.88m，B3=0.31m，B4=0.88m和B5=1.48m。

    對于邊節點2：由B2、B4構成的節點基底面積：

    Al=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作用下邊節點范圍內實際所需的基底面積A=P/fo=890.1/120=7.42m²。因此，按常規設計方法所得的基底面積與實際所需基底面積相比缺少△A=A—A1=7.42—6.57=0.85m²，即有△A/A=0.85/7.42=12％。

    根據類似計算方法，對于中節點3，可得其A1=8.59m²，P=1227kN，A=10.23m²，因而△A=1.64m²，△A/A=16％；對于角節點1，可得其A1=4.71m²，P=566kN，A=4.71m²．因而△A=0。由此可見，按常規設計方法所得的角節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，只需調整邊節點和中節點即可。

    (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△A，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△ A時，可根據豎向靜力平衡的原理按節點各墻段的豎向荷載的合力與節點荷載總合力的比值將△A分配到各個墻段相應的基底面積中去。

    設邊節點各墻段應補足的基底面積分別為△A 2、△A4：

    △A 2=(2.25×226)×△A/P=(2.25×226)×0.85/890.1=0.486m²；

    △A 4=(1.8×106)×△A/P=(1.8×l06)×0.85/890.1=0.182m²；

    設上述補足的面積△A2、△A 4轉化為各墻段原有基礎增加的寬度相應為△B2、△B4，則△B2(2.25-B4/2)= △A2，得△B2=0.27m，故△2/B2=0.27/1.88=14％；(△B4/2)×(1.8+1.8一B2/2)= △A 4，得△B4=0.14m，故△B4/B4=0.14/0.88=16％。在用上述方法計算時，重復計算部分值很小，對工程設計影響不大，可忽略不計。調整后，邊節點基底寬度分別為：B2′=B2+△曰2=1.88+0.279=2.15m，B4′=B4+△B4=0．88+0.14=1.02m。

    邊節點計算結果表明：缺少面積△A占實際所需面積的l2％，屢增加幅度為l4％，B增加幅度為16％。調整后邊節點的基底面積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點各墻段應補足的基底面積△A2=0.68m²，△A5=43m²，△A 3=0.10m²。將補足的面積轉化為各墻段相應的增加寬度：△B2=0.45m，△B2/B2=0.45/1.88=24％；△B3=0.08m，△B3/B3= 0.08/0.31=26％；△B5=0.34m，△B5/B5== 0.34/1.48=23％。

3、結論

    (1)由于角節點處按常規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，只需調整邊節點和中節點即可。

    (2)邊節點、中節點按常規方法求得的基底而積比實際所需基底面積分別缺少l2％和16％；基底寬度的調幅對邊節點15％左右，而對中節點的調幅23％左右，且并非原來寬度大的基礎調整幅度也大。因此，按常規方法求得的磚混結構條形基礎由于節點處縱橫交叉重疊，使基底而積減少，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。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)