1 引言   

在地基基礎設計中,上部結(jié)構(gòu)荷載是我們設計基礎的關鍵,只有上部結(jié)構(gòu)傳至基礎的荷載正確,我們的基礎設計才能安全可靠,《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002)及《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)有關荷載效應組合有明確的規(guī)定。目前許多設計人員在地基基礎時,都習慣于手工計算。對于繁多的荷載效應組合如何找出最不利的組合,是基礎手工計算的難點,也是基礎設計安全正確的前提。在實際工程中,有許多設計人員習慣選定一種組合來進行基礎設計,如PKPM系列中的SATWE計算結(jié)果D+L(以活荷載起控制作用的荷載組合即1.20恒+1.40活),對于以此為基礎設計的荷載效應作為基礎設計的成果,必須對其它荷載效應組合加以認真復核,否則有可能危及基礎安全,本文現(xiàn)結(jié)合規(guī)范條文及工程實例,就此問題與大家共同探討。   

2 規(guī)范要求   

A 《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002)第3.0.4條地基基礎設計時,所采用的荷載效應最不利組合與相應的抗力限值應按下列規(guī)定:      
1 按地基承載力確定基礎底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時,傳至基礎或承臺底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的標準組合。相應的抗力應采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。   
2 計算地基變形時,傳至基礎底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的準永久組合,不應計入風荷載和地震作用。相應的限值應為地基變形允許值。   
3 計算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時,荷載效應應按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合,但其分項系數(shù)均為1.0.   
4 在確定基礎或樁臺高度、支擋結(jié)構(gòu)界面、計算基礎或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗算材料強度時,上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應組合和相應的基底反力,應按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合,采用相應的分項系數(shù)。   
當需要驗算基礎裂縫寬度時,應按正常使用極限狀態(tài)荷載效應標準組合。   
B 《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)第4.2.1 下列建筑可不進行天然地基及基礎的抗震承載力驗算:   
(1)本規(guī)范規(guī)定可不進行上部結(jié)構(gòu)抗震驗算的建筑。   
(2)地基主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱粘性土層的下列建筑:   
①一般的單層廠房和單層的空曠房屋;   
②砌體房屋   
③不超過8層且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墻房屋;   
④基礎荷載與③項相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房和多層混凝土抗震墻房屋。   
注:軟弱粘性土層指7度、8度和9度時,地基承載力特征值分別小于80、100和200kpa的土層。   
4.2.2 天然地基基礎抗震驗算時,應采用地震作用效應標準組合,且地基抗震承載力應取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)計算。   
4.2.3 地基抗震承載力應按下式計算(略):   
上述相關規(guī)范條文已很明確的規(guī)定相應荷載的組合要求,單一的某一種組合(如SATWE中的D+L)很難滿足規(guī)范要求。PKPM系列的SATWE用戶手冊及技術(shù)條件對D+L代表的工況有明確的定義即活荷載起控制作用下荷載效應組合。很明顯,這種工況作用并不一定是荷載效應的最不利組合,有時與最不利組合相差甚遠,有的誤差近40%,這與地基規(guī)范條文的要求嚴重不符,如果僅用此種組合會給房屋的安全帶來隱患。   
現(xiàn)以幾個工程的實例加以比較分析和說明(計算結(jié)果均為PKPM系列SATWE柱底最不利組合文本結(jié)果)。   

3 工程實例         

在不計地震作用的情況下(1)為最不利組合,(1)組合為:(1.35恒+0.98活);在計地震作用的情況下(29)為最不利組合,(29)組合為: (1.2恒+0.6活+1.3地),(29)/(1)=2074/1545=1.34。   
通過以上3個項目的分析對比,D+L均不起控制作用,特別是在風荷載起控制作用時, 都相差很遠,在高烈度地震區(qū),當需要計入地震作用時D+L與地震組合作用效應相差很大,即使考慮地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)ζa,按D+L設計的基礎不一定安全(1≤ζa≤1.5),應按地震作用最不利效應作認真的復核。   
為了得到準確的設計依據(jù),建議在JCCAD選擇荷載,方法如下:進入JCCAD讀取荷載,當不計地震作用時,應在讀取荷載X Y地震點為空白(無“√”),程序在默認情況下計入 地震組合。   

4 小結(jié)   

地基基礎計算中,保證地基基礎的安全可靠,找出最不利荷載的組合是設計的關鍵,在最不利荷載組合中,有可能是風荷載起控制作用;有可能是活荷載起控制作用;有可能是恒載起控制作用 ;有可能是地震荷載起控制作用,因此切不可以某一種組合作為我們設計的依據(jù)。    本文不足之處,還望廣大設計人員批評指正。   

參 考 文 獻   
1《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002).北京.中國建筑工業(yè)出版社.2002   
2《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010).北京.中國建筑工業(yè)出版社.2010