1設(shè)計(jì)要求
①按照我國(guó)相關(guān)法律中的有關(guān)規(guī)定,建筑物基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則:如果e燮b/6,pmax=(F+G)/A+M/W(2)pmin=(F+G)/A-M/W(3)如果e>b/6,pmax=2(F+G)/31a(4)兩端均需滿足:pmax燮1.2f(5)公式中,b為建筑基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)寬度,l是與力矩方向垂直建筑基礎(chǔ)底面的邊長(zhǎng),a是作用于建筑基礎(chǔ)的合力與該基礎(chǔ)底面受最大壓力荷載作用邊緣之間的距離,f則是建筑地基能夠承載荷載作用力的設(shè)計(jì)值(需考慮到地基的設(shè)計(jì)深度和寬度修正系數(shù))。顯而易見(jiàn),如果建筑地基受到偏心荷載作用,地基基礎(chǔ)反作用力呈現(xiàn)不均勻性,嚴(yán)重者引起建筑基礎(chǔ)傾斜,甚至于導(dǎo)致房屋建筑(尤其是配置大型吊車設(shè)備的工業(yè)廠房建筑等)無(wú)法使用,因此專門針對(duì)輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑設(shè)計(jì)提出了幾項(xiàng)基本原則:
①對(duì)于fk<180kN/m2大型吊車設(shè)備的起重量不低于75t的單層工業(yè)廠房建筑,或fk<105KN/m2大型吊車設(shè)備起重量在15t以上的露天跨柱基礎(chǔ),必須在設(shè)計(jì)中達(dá)到pmin/pmax叟0.25的要求,其中是建筑地基承載強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值;
②對(duì)于承載中、小型吊車荷載的柱基礎(chǔ),也需滿足的要求,即達(dá)到建筑基礎(chǔ)與用地地基之間不能脫離的要求。為了滿足這個(gè)限制條件,在設(shè)計(jì)中建筑基礎(chǔ)的偏心距e要保證其最大為b/6;
③在某些鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑中無(wú)吊車設(shè)備的安置,僅存在風(fēng)力荷載作用的情況,在設(shè)計(jì)中可允許建筑基礎(chǔ)的底面與用地地基之間部分脫離,允許基礎(chǔ)底面不完全與地基接觸,但接觸部分長(zhǎng)度與基礎(chǔ)長(zhǎng)度之比要控制在L1′/L1叟0.75范圍之內(nèi)。另外,在滿足以上要求之后,仍需對(duì)建筑基礎(chǔ)底板受拉端的自重荷載和周邊上部土體重力荷載對(duì)基礎(chǔ)作用下的抗彎強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算。
2輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)施工
由以上分析關(guān)于輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及要求可見(jiàn),擁有吊車設(shè)備的工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)往往會(huì)采用剛性柱腳。這種剛性柱腳的應(yīng)用將有助于廠房鋼結(jié)構(gòu)整體剛度的增大,而盡量避免了側(cè)向位移的形成。但是,這樣的情況又將使我們不得不面對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)彎矩過(guò)大的現(xiàn)實(shí),這一問(wèn)題在輕型門式鋼結(jié)構(gòu)體系中尤為突出。輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑的結(jié)構(gòu)自重很小,而水平方向的荷載作用與豎直方向的荷載作用比又很大,同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)又兼顧承擔(dān)風(fēng)力荷載和吊車設(shè)備給予的水平荷載所形成的共同作用力,更增加了邊列柱柱底承載的偏心距。據(jù)筆者親歷設(shè)計(jì)工作總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,此類鋼結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)偏心距會(huì)達(dá)到1.0m左右,更有甚者將達(dá)到1.5~2.0m。
①鋼筋籠的定位。輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋施工采用靴梁式剛性柱腳,需在鋼筋砼基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)當(dāng)中預(yù)埋錨栓構(gòu)造物,而錨栓的定位問(wèn)題一直以來(lái)都比較棘手。傳統(tǒng)的預(yù)埋方法是預(yù)先將錨栓焊接在鋼筋砼基礎(chǔ)的底板之上,或者將四只錨栓套在木板卡子之上然后才進(jìn)行后階段砼的澆搗施工。這兩種方法不可避免的是錨栓根本無(wú)法被固定住,在施工中往往需要進(jìn)行不斷的定位調(diào)整來(lái)控制相對(duì)位置不變,十分繁瑣。為了能夠有效控制錨栓定位偏差的問(wèn)題,筆者認(rèn)為可設(shè)計(jì)專門用作錨栓固定的鋼筋籠,將此鋼筋籠預(yù)先安置于建筑基礎(chǔ)底部,然后放置錨栓與鋼筋籠牢牢固定,這樣的做法既可以保證錨栓的相對(duì)位置固定,又可使得此工序的便捷施工。
②基礎(chǔ)梁施工。如果鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑圍護(hù)墻采用自承重砌體墻,那么在設(shè)計(jì)中就需要設(shè)計(jì)地下基礎(chǔ)梁能夠承受上部墻體的自重荷載。一般地,此類建筑基礎(chǔ)會(huì)設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu),并普通采用預(yù)制或現(xiàn)澆的形式,F(xiàn)澆基礎(chǔ)梁在施工當(dāng)中,由于基礎(chǔ)梁底部支模有其自身的要求,基礎(chǔ)梁兩邊的磚壁結(jié)構(gòu)需分開(kāi)砌筑。采用預(yù)制基礎(chǔ)梁形式則相對(duì)簡(jiǎn)單,但在地基兩端和基礎(chǔ)頂部位置要預(yù)埋焊件。不管是現(xiàn)澆還是預(yù)制形式,施工都不能做到快捷簡(jiǎn)單。筆者建議采用預(yù)制加現(xiàn)澆的綜合形式。在基礎(chǔ)梁的主體砼構(gòu)件可預(yù)先預(yù)制,在其主體結(jié)構(gòu)兩端預(yù)留鋼筋接頭,在砼澆搗施工中即可使基礎(chǔ)梁和鋼結(jié)構(gòu)柱腳兩部分砼施工內(nèi)容合二為一、一并澆筑,既省時(shí)又省力,效果顯著。
3結(jié)束語(yǔ)
筆者以這幾年對(duì)工程設(shè)計(jì)及施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié),對(duì)時(shí)下很多年輕且經(jīng)驗(yàn)未足的工程業(yè)務(wù)人員提出幾點(diǎn)建議:
①認(rèn)真熟悉相關(guān)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,學(xué)以致用;
②鞏固建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)方面的理論原理,建立清晰的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路;
③掌握各類施工工法,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)親身實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證自己的想法,有則改之,無(wú)則加勉。