多层框架一柱一桩设文档格式.docx
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管桩顶部与承台连接大都采用顶部管芯插筋连接如图-2所示,管芯空心部分直径不大,D=400AB型桩,t=95,内径为D1=210mm,桩顶空心部位插筋浇筑混凝土能承担部分弯矩,为计算方便,可暂考虑为铰接,如图-3。
为此必须考虑在承台面上纵、横方向设置刚度稍大的地梁抗弯来平衡柱脚弯矩。
亦如图-3所示,图-1中部的纵、横向中柱柱脚两侧均各有一根地梁,约束效应较好,纵向外围柱与横向地梁、角柱、纵、横向与第一跨地梁以及山墙中柱与内纵向柱第一跨相交的
管桩仅有一根地梁,约
束效应较弱。
桩顶承台
与地梁连接,采取适当
加大地梁断面、增加刚
度调整配筋来平衡框架
柱脚弯矩,此地梁可称
为(抗弯地梁)以满足设计要求。
几项措施:
1、要求地梁与底层柱的线性刚度比大于2.0(包括一柱两桩的承台短向地梁)线性刚度之合;
一柱两桩承台长向地梁可为构造地梁。
如相邻柱仍为一柱一桩时,则此构造地梁应为抗弯地梁。
一柱一桩,柱侧一梁时:
K地梁=EJ梁/L,K柱=EJ柱/H,K地梁/K柱≥2.0.
一柱两桩,柱侧两梁时:
(K地梁1+K地梁2)/K柱≥2.0.
实际工程中,由于一层柱基需要一定埋深(冻结深度)和功能需要,致使一层柱较长(高),则地梁断面加大太多;
建议:
将柱下承台加高(承台底埋深满足冻结要求),相应地将地梁往上提升,柱的高度(长度)有所减短,如图-3a所示,对一层框架结构和地梁内力亦有所改善。
2、地梁上、下钢筋应通
长对称配置,梁端箍筋加
密,以提高抗弯和延性。
3、管桩桩顶部用C30
细石混凝土灌芯,深度
不小于2.0m,插筋长度
不小于1.5m。
灌芯后抗
剪强度有所提高,对抗震有利。
4、原条文一柱一桩的桩
要求桩长不小于5m,桩
径不小于D=400mm,AB以上的PHC桩,地梁两侧填土夯实,地梁腰筋不小于φ14@150可不变更。
附:
多层框架一柱一桩设计试算:
(仅供参考)东北设计院:
赵琦
设计一栋五层钢筋混凝土框架办公楼,内走廊,一层层高h=3.6m,二~五层为3.3m,工程地质条件一般,承台下布置一根管桩(PHC),桩顶按铰接考虑,采取纵、横基础拉梁(承台梁)加大断面,线性刚度大于一层柱线性刚度的2倍,平衡柱脚弯矩。
工程地点:
沈阳;
基本风压:
0.55KN/M2;
基本雪压:
0.5KN/M2;
抗震设防烈度:
7度;
室内外高差0.3M,建筑高度H=17.1m;
空心砌块内隔墙荷载一层16.5KN/M,二至四层15.0KN/M;
空心砌块外墙荷载一层17.5KN/M,二至四层15.5KN/M;
1、柱截面为350×
350;
基础平面、基础拉梁断面及配筋示意图:
为保证基础拉梁线性刚度大于一层柱线性刚度的2倍,纵向中部拉梁3000、3900跨采用250×
400断面;
纵向端部3900跨采用250×
500断面;
横向拉梁均为250×
550断面;
计算结果:
一层柱最大轴压比为0.74<
0.85,横向最大层间位移角θ=1/1161<
1/550,横向梁主筋配筋率为0.55%,纵向最大层间位移角θ=1/1223<
1/550,纵向梁主筋配筋率为0.6%;
配筋较为合理,其他各项指标均较安全。
如果采用两桩承台方案,也要设置拉梁承担隔墙荷重,其断面大致为250×
350,本方案纵横拉梁断面虽有所增大,但减少了一半桩的用量。
2、管桩选用和边柱、桩基构造:
经核算,本工程管桩顶竖向荷重设计值N=1950KN<
PHC桩D=400t=95AB型桩[R]=2288KN(满足要求)。
同时管桩的摩阻力和端阻力承载力特征值亦满足要求。
柱基承台满足冻结深度,承台和拉梁上表面尽量往上提升,减少一层柱的计算长度,详见边桩基础构造剖面。
3、采用柱截面350×
350时一层梁平面和梁配筋示意图:
4、建筑结构柱网和高度不变,柱截面由350×
350改为400×
400;
采用400×
400柱时,基础拉梁线性刚度仍控制大于一层柱线性刚度的2倍,纵向中部拉梁3000、3900跨采用250×
450断面;
600断面;
横向拉梁均为300×
600;
拉梁断面均大于采用350×
350柱时的基础拉梁断面,配筋基本未变,说明拉梁断面过大,计算结果:
一层柱最大轴压比为0.58<
0.85,横向最大层间位移角θ=1/1650<
<
1/550,纵向最大层间位移角θ=1/1715<
1/550,其他各项指标均较保守;
说明柱断面太大相应拉梁断面也要加大,没有必要,或者说柱网太小,应加大柱网才是合适的。
5、采用柱截面400×
400时一层梁平面和梁配筋示意图:
6、《建筑抗震设计规范》GB50011—2010规定建筑超过二层时,柱截面不小宜于400,上述五层结构按规范采用400柱相对较浪费,现拓展试算,假设建筑为七层,其余条件均不变,试算仍采用400柱时,基础拉梁线性刚度仍控制大于一层柱线性刚度的2倍,纵向中部拉梁3000、3900跨采用250×
拉梁断面均与结构只有五层时的基础拉梁断面相同,钢筋仅增加5%,考虑轴压比,一层柱混凝土采用C40,桩基部分D=400AB型t=95管桩不满足承载要求改为D=500AB型t=100管桩。
一层柱最大轴压比为0.81<
0.85,横向最大层间位移角θ=1/1114<
1/550,纵向最大层间位移角θ=1/1169<
1/550,其他各项指标均较安全,较好的利用管桩的承载力高的特性,经济效益较好。
试算结果如下:
7、试算结果
五层和七层框架平面和柱网尺寸相同,一层地梁与柱的线性刚度比等于或大于2时。
⑵、①从试算和表1中各项指标可以看出,上述多层住宅和多层公共建筑的框架采取加强地梁刚度,满足地梁与一层柱线性刚度比大于或等于2时,采用一柱一桩的框架是可行的,避免了采用多桩基础,减少桩的数量和承台混凝土以及钢筋用量,效果显著。
②上述框架地梁与一层柱线性刚度比等于或大于2时,各项指标均满足要求,且层间位移角均较小,如适当加大柱网,调整梁、柱断面也是可行的,当框架层数不多时,地梁与一层柱线性刚度比取用1.5倍,也能满足要求,希望大家共同探讨。
③经试算上述框架桩基础水平地震力为14.7(五层350×
350柱)~20.1(七层)KN,其值不大,根据抗规4.4.1条有关规定,不超过8层且高度在24米以下的一般民用框架房屋可不进行桩基抗震承载力验算,完全可满足要求。
④管桩填芯长度建议不小于2.5米(原为1.5米)。
⑤管桩桩身承载力较高,设计时尚应满足地基物理特性承载力要求。
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