基礎(chǔ)系梁要不要？中美標準比一比就知道

no.1 中國標準中國標準抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2010第6.1.11款:

可見，除了中國標準除了一柱一樁承臺兩個主軸方向以及兩樁承臺短向應(yīng)設(shè)置聯(lián)系梁，其余情況為宜設(shè)置。

根據(jù)樁基規(guī)范，聯(lián)系梁頂面宜與承臺頂面位于同一標高，其配筋應(yīng)按計算確定。

在樁基規(guī)范條文中：

聯(lián)系梁的截面尺寸及配筋一般按下述方法確定：以柱剪力作用于梁端，按軸心受壓構(gòu)件確定其截面尺寸，配筋則取與軸心受壓相同的軸力(絕對值)，按軸心受拉構(gòu)件確定。在抗震設(shè)防區(qū)，也可取柱軸力的1/10為梁端拉壓力的粗略方法確定截面尺寸及配筋。聯(lián)系梁最小寬度和高度尺寸的規(guī)定，是為了確保其平面外有足夠的剛度。

中國建筑設(shè)計院有限公司編著的2018結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一技術(shù)措施規(guī)定：

無地下室時的柱下獨立基礎(chǔ)之間的拉梁，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況考慮以下荷載及設(shè)計內(nèi)力，拉梁配筋時，應(yīng)將下列各項按規(guī)范要求進行合理組合。

1)拉梁承擔的柱底彎矩：拉梁分擔的柱底最大彎矩設(shè)計值可近似按拉梁線剛度分配;

2)拉梁承擔的軸向拉力：取兩端柱軸迥壓力較大者的1/10;

3)拉梁的梁上荷載：當需拉梁承擔其上部的荷載(如隔墻等)時，應(yīng)考慮相應(yīng)荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力(確有依據(jù)時，可適量考慮拉梁下地基土的承載能力)。

對于承臺間聯(lián)系梁配筋計算，參考上面內(nèi)容。

2009全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施 結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ))中是這樣考慮的：

2)如拉梁承托隔墻、樓梯或其他豎向荷載，則應(yīng)將豎向荷載所產(chǎn)生的拉梁內(nèi)力與上述計算所得內(nèi)力組合計算。

對于樁基承臺聯(lián)系梁，規(guī)定如下：

小結(jié)：

1)拉梁按計算確定;

2)兩種方法，一種柱基礎(chǔ)按偏心受壓考慮、聯(lián)系梁按軸心受力考慮;另外一種基礎(chǔ)按中心受壓考慮，聯(lián)系梁按壓彎或拉彎考慮;

3)聯(lián)系梁的軸力按所拉結(jié)柱子中軸力較大者的1/10考慮;

4)如果聯(lián)系梁上有豎向荷載，豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力與上述計算所得內(nèi)力組合。

小編認為當聯(lián)系梁上無堅向荷載時，將基礎(chǔ)按偏心受壓考慮、聯(lián)系梁按軸心受力考慮，這種計算方式計算簡潔，便于操作。

no.2 美國標準ASCE 7-16標準中這樣規(guī)定：

12.13.7 Requirements for Structures Assigned to Seismic DesignCategory C.

12.13.7.2 Foundation Ties. Individual pile caps,drilled piers, or caissons shall be interconnected by ties. All ties shall havea design strength in tension or compression at least equal to a force to 10% ofSDS times the larger pile cap or column factored dead plus factored live loadunless it is demonstrated that equivalent restraint will be provided byreinforced concrete beams within slabs on grade or reinforced concrete slabs ongrade or confinement by competent rock, hard cohesive soils, very densegranular soils, or other approved means.

12.13.7抗震設(shè)計等級為C的結(jié)構(gòu)要求

12.13.7.2基礎(chǔ)系梁

除非證實地面板內(nèi)的鋼筋混凝土梁或地面鋼筋混凝土板，或被堅硬巖石、硬粘性土層、很密實的顆粒狀土或其他認可的方式限制能提供等效約束，單獨樁承臺、鉆孔樁或者沉井應(yīng)用系梁相連。所有系梁應(yīng)有抗拉或抗壓設(shè)計強度,最少等于10%SDS乘以較大樁帽或柱的考慮系數(shù)的恒載加活載。

12.13.8 Requirements for Structures Assigned to Seismic DesignCategories D through F

12.13.8.2 Foundation Ties. Individual pile caps, drilled piers, or caissonsshall be interconnected by ties. In addition, individual spread footingsfounded on soil defined in code as Site Class E or F shall be interconnected byties. All ties shall have a design strength in tension or compression at leastequal to a force equal to 10% of SDS times the larger pile cap or column factoreddead plus factored live load unless it is demonstrated that equivalentrestraint will be provided by reinforced concrete beams within slabs on gradeor reinforced concrete slabs on grade or confinement by competent rock, hardcohesive soils, very dense granular soils, or other approved means.

12.13.8抗震設(shè)計等級為D到F的結(jié)構(gòu)要求

12.13.8.2基礎(chǔ)系梁

除非證實地面板內(nèi)的鋼筋混凝土梁或地面鋼筋混凝土板，或被堅硬巖石、硬粘性土層、很密實的顆粒狀土或其他認可的方式限制能提供等效約束，單獨樁承臺、鉆孔樁或者沉井應(yīng)用系梁相連，除此之外，建造在規(guī)范定義的場地類別E或F的土上獨立擴展基礎(chǔ)也應(yīng)用系梁相連。所有系梁應(yīng)有抗拉或抗壓設(shè)計強度,最少等于10%SDS乘以較大樁帽或柱的考慮系數(shù)的恒載加活載。

其中SDS為5%阻尼，短周期設(shè)計譜響應(yīng)加速度參數(shù)。

no.1 鉆孔墩根據(jù)《基礎(chǔ)工程分析與設(shè)計》第5版：

美國所說鉆孔墩是指先鉆一個一定深度的圓柱形孔，然后向其中填筑混凝土而形成的墩，墩身可為豎直，基礎(chǔ)也可通過墩底擴大。結(jié)構(gòu)形式包括：a 鉆孔豎井;b 鉆孔沉井(或者有時只是一個簡單沉井);c 鉆孔樁(通常要求D<760mm)。

具體見下圖：

鉆孔墩特別是大直徑的鉆孔墩一般不成群使用。大多是鉆孔墩和單柱相連，來承受上部結(jié)構(gòu)的大量荷載。鉆孔墩不使用承臺，直接與立柱相連。

可以理解為美國標準談到的鉆孔墩就是無承臺的大直徑單樁。

no.1 總結(jié)1)中國標準不論什么情況，一柱一樁承臺兩個主軸方向以及兩樁承臺短向應(yīng)設(shè)置聯(lián)系梁。美國標準要求抗震設(shè)計類別C-F的單樁承臺、鉆孔墩和沉井應(yīng)設(shè)置系梁，其中鉆孔墩和沉井也是單個的。也就是說美國標準抗震設(shè)計類別為A、B時，單樁也可以不設(shè)系梁。

2)中國標準除1款的其它情況，均為宜設(shè)置，不是應(yīng)設(shè)置。而美國標準抗震設(shè)計類別E和F的擴展基礎(chǔ)也應(yīng)設(shè)置聯(lián)系梁。

3)中國標準用于計算系梁配筋的柱軸力不明確，是地震工況，還是其他工況。美國標準采用柱軸力則明確為考慮系數(shù)的恒載加活載。

4)中國標準計算系梁配筋的軸力采用1/10的柱軸力，而美國標準計算系梁配筋的軸力采用10%SDS乘以較大樁帽或柱的考慮系數(shù)的恒載加活載。兩者的系數(shù)有差異，美國標準還多了個SDS。

小編個人觀點,歡迎吐槽：

有觀點認為基礎(chǔ)或承臺設(shè)置系梁，作用包括兩個方面：一為地震時增加基礎(chǔ)的整體性;二為調(diào)整基礎(chǔ)間的不均勻沉降。

從不均勻沉降方面考慮，小編認為系梁的設(shè)置沒有經(jīng)過定量計算，是否能實現(xiàn)目的有待考證。當不均勻沉降計算滿足標準要求時，設(shè)置系梁可以起到錦上添花作用。所以不均勻沉降首先要立足于滿足計算要求。

從美國標準的規(guī)定中可以看出系梁的設(shè)置主要從抗震角度考慮，抗震設(shè)計類別考慮地震強度和場地類別兩個因素。