一、框架計算簡圖

　　無地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋，獨立基礎埋埋置較深，在-0.05左右設有基礎拉梁時，應拉梁按層1輸入。

　　以某學生宿舍為例，該項目為3層鋼筋混凝土框架結構，丙類建筑，建筑場地為Ⅱ類;層高3.3m，基礎埋深4.0m，基礎高度0.8m，室內外高差0.45m。根據《抗震規范》第6.1.2條，在8度地震區該工程框架房屋的抗震等級為級。設計者按3層框架房屋計算，首層層高取3.35m，即假定框架房屋嵌固在-0.05m處的基礎拉梁頂面;基礎拉梁的斷面和配筋按構造設計;基礎按中心受壓計算。顯然，選取這樣的計算生產力簡圖是不妥當的。因為：

　　第一，按構造設計拉梁的斷面和配筋無法平衡柱腳彎矩;

　　第二，《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002)(以下簡稱《混凝土規范》第7.3.11條規定，

　　框架結構底層柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。

　　工程設計經驗表明，這樣的框架結構宜按4層進行整體分析計算，即將基礎拉梁層按層1輸入，拉梁上如作用有荷載，應將荷載一并輸入。這樣，計算簡圖的首層層高為H1=4-0.8-0.05=3.15m，層2層高為3.35m，層3、4層高為3.3m。

　　根據《抗震規范》第6.2.3條規定，框架柱底層柱腳彎矩設計應行乘以增大系數1.25。

　　當設拉梁層時，一般情況下，要比較底層柱的配筋是由基礎頂面處的截面控制還是由基礎拉梁處的截面控制。

　　考慮到地基土的約束作用，對這樣的計算簡圖，在電算程序總信息輸入中，可填寫地下室層數為1，并復算一次，

　　按兩次計算結果的包絡圖進行框架結構底層柱的設計的配筋。

　　二、基礎拉梁層的計算模型不符合實際情況

　　基礎拉梁層無樓板，用TAT或SATWE等電算程序進行框架整體計算時，樓板厚度應取零，并定義彈性結點，

　　用總剛分板的方法進行分析計算。有時雖然定義樓板厚度為零，也定義彈性結點，但未采用總剛分析，程序分析時仍然會自動按剛性樓面假定進行計算，與實際情況不符。房屋結構的平面不規則時，應特別注意這一點。

　　三、基礎拉梁設計不當

　　多層框架房屋基礎埋深很大時，為了減小底層柱的計算長度和底層的位移，可在±0.00以下適當位置設置基礎拉梁，但不宜按構造要求設置，宜按框架梁進行設計，并按規范規定設置箍筋加密區。但就抗震而言，應采用短柱基礎方案。一般來說，當獨立基礎埋置不深，或者埋置雖深但采用了短柱方案時，由于地基不良或柱子荷載差別較大，或根據抗震要求，可沿兩個主軸方向設置構造基礎拉梁。基礎拉梁截面高度可取柱中心距的1/12~1/18，截面寬度可取1/20~1/30。構造基礎拉梁的截面可取上述限值范圍內的下限，縱向受力鋼筋可取上述所連接柱子的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算，當為構造配筋時，除滿足最小配筋率外，也不得小于上下各2#14(二級鋼)，箍筋不得小于Ф8@200。當拉梁上作用有填充墻或樓梯柱等傳來荷載時，拉梁截面應適當增加，算出的配筋應和上述構造配筋疊加。構造基礎拉梁頂標高通常與基礎頂標高或智短柱頂高相同。在這種情況下，基礎可按偏心受壓構件計算。當框架結構底層層高不大或埋置不深時，有時要把基礎拉梁設計得比較強大，以便用拉梁平衡柱底彎矩。這時，拉梁正彎矩鋼筋應全部拉通，負彎矩鋼筋至少應在1/2跨拉通。拉梁正負彎矩在框架柱內的錨固、拉梁箍筋的加密及有關抗震構造要求與上部框架梁完全相同。此時拉梁宜設置在基礎頂部，不宜設置在基礎頂面之上，基礎則可按中心受壓設計。

　　基礎梁在工程中頗為多見，但其計算方法多不一致，例如墻下基礎梁、柱下基礎梁(即一般文獻中所稱的墻下承臺梁，柱下承臺梁)，在一些文獻[1]中，視其為不同情況的彈性地基梁進行有關的計算。但這些計算方法是不符合基礎梁的實際工作狀態的，故此，本文就此問題予以商榷，并提出建議方法，以供設計參考。

　　一、 現有觀點

　　在基礎梁的現有計算方法中，較有代表性的是以下兩種：

　　1.對墻下基礎梁，現有觀點認為，可視承臺梁以上墻體為半無限平面彈性地基，基礎梁與墻體(半無限彈性體)共同變形，視基礎梁為樁頂荷載作用下的倒置彈性地基梁，按彈性理論求解基礎梁的反力，經簡化后作為作用在基礎梁上的荷載，然后按普通連續梁計算內力。

　　2.對柱下條形基礎梁，現有觀點認為，可視為彈性地基梁計算，即將樁頂反力作為集中力作用在梁上，柱為梁的支座，按普通連續梁分析其內力，樁頂反力按彈性地基架計算確定。對于以上兩種不同情況的基礎梁，現有觀點在計算過程中，均曾視其為彈性地基梁，所不同者，墻下基礎梁視為倒置彈性地基梁，而柱下基礎梁則視為彈性地基梁。但應指出的是，現有觀點的以上處理方法，是與彈性地基梁的定義不符合的。

　　二、筆者觀點

　　1.墻下基礎梁

　　現有觀點視基礎梁上墻體為半無限彈性地基，基礎梁為樁頂荷載作用下的倒置彈性地基梁。此處，問題的癥結在于，能否視墻下基礎梁為倒置彈性地基梁?筆者認為墻下基礎梁不能視為倒置彈性地基梁;其原因如下所述。

　　1)基礎梁以上墻體，高度一般在18m(例如8度區)左右，寬度在12m左右，抗彎剛度極大，加之該墻體還承受著相當數量的樓面荷載及墻體自重，故該墻體在樁頂荷載作用下，并不會產生變形，亦談不到彈性，不符合半無限彈性地基假定條件中關于彈性的假定條件。

　　2)基礎梁以上墻體，因每層均有圈梁，故各層墻體間，被圈梁分隔成獨立部分，已不存在連續性，整片墻實為砌體與混凝土梁的組合構件，但磚砌體與混凝土梁的彈性模量相差甚大(約10倍)，故在受力中，二者是不協同的。

　　因此，墻下基礎梁不符合半無限彈性地基關于連續的假定。

　　3)基礎梁以上墻體，系由磚砌體與混凝土梁兩種構件組成，且磚砌體系彈塑性材料，其彈性模量從一開始，應力與應變就不成比例。而在地震發生時，即使在小震作用下，根據震害調查，8度區框架，填充墻亦將產生較多裂縫，而中震和大震下，則裂縫更為普遍，即使是框架梁、柱，亦將產生裂縫。此外，磚砌體與框架梁亦不屬各向同性構件，故墻體是不符合半無限彈性地基的假定條件的。

　　由上述可知，基礎梁上墻體，并不符合半無限彈性地基的勻質、連續、彈性假定條件，故墻下基礎梁不應視為倒置彈性地基梁進行有關計算。

　　2.柱下基礎梁

　　現有觀點認為，柱下基礎梁可視為彈性地基梁計算，與該觀點相應的計算原則有兩種：其一是將樁頂反力作為集中力作用在梁上，柱作為梁的支座，樁頂反力按彈性地基梁計算確定，然后按普通連續梁分析內力;其二是視基礎梁為彈性地基梁進行分析計算。按照前者，基礎梁受樁頂集中力作用，柱為梁的支座。須知此時，由于樁頂集中力與樁底軸向力平衡，則樁頂集中力并不在基礎梁內產生內力，僅底層填充墻在基礎梁內產生較小內力。此外填充于框架梁和框架柱之間的填充墻，系彼此隔離的小面積獨立墻片，同時填充墻目前多采用大孔洞免燒磚，故基礎梁以上之填充墻是不符合半無限彈性地基條件的，且因基礎梁底部只與回填土接觸，并不與地基土接觸，只有樁頭才與地基土接觸。雖然地基土(例如卵石層)在端阻力作用下將產生一些變形，樁身亦會產生彈性壓縮變形，但柱下基礎梁并不符合倒置彈性地基梁定義。而對于后者，由于同樣的原因，柱下基礎梁亦不能視為正置彈性地基梁。

　　綜上所述可知，問題的要害是應區分彈性地基梁與普通基礎梁的界限，因為這是兩種不同的概念。

　　彈性地基梁與普通基礎梁在兩個主要方面存在不同：

　　1)普通基礎梁的超靜定次數是有限的，彈性地基梁的超靜定次數是無限的;

　　2)普通基礎梁可略去地基的變形，彈性地基梁由于梁與地基共同變形，故必須考慮地基變形，方能滿足變形連續條件[2]。

　　三、結論

　　1.對于墻下基礎梁，梁上墻體不應視為半無限彈性地基，基礎梁不應視為樁頂荷載作用下的倒置彈性地基梁。

　　2.對于柱下基礎梁，不應視為彈性地基梁。

　　3.墻下基礎梁及柱下基礎梁，均應按普通連續梁計算

  二級結構工程師

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