門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房基礎設計

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的基礎設計摘要：對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房來說，自重過輕或水平推力過大造成基礎偏心距過大。根據(jù)所從事的幾個門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)基礎設計中遇到的問題提出了采用增加基礎壓重、偏心基礎和樁基礎的解決方法。詳細闡述了在廠房的基礎設計中基礎形式的選擇和優(yōu)化，并提出了一些切實可行的構(gòu)造措施。關鍵詞：輕型鋼結(jié)構(gòu)門式剛架基礎偏心距一、概述鋼結(jié)構(gòu)廠房系統(tǒng)中，當跨度較大且吊車噸位較大（單跨2×20t或更大）時，水平風荷載并未因結(jié)構(gòu)自重的降低而減小，結(jié)果造成結(jié)構(gòu)基礎垂直反力過小而彎矩較大，另一種情況是大跨度拱形網(wǎng)架的自身結(jié)構(gòu)水平推力過大，結(jié)果也造成基礎彎矩較大，即基礎偏心距過大，這給基礎設計造成很大困難。本人就在若干工程的基礎設計中遇到的一些問題及解決方法進行探討。二、鋼結(jié)構(gòu)基礎設計特點與要求1.基礎受力特點對于鋼結(jié)構(gòu)廠房鉸接柱腳，基礎僅受軸心荷載作用，由于沒有附加彎矩引起的偏心距e的作用，設計相對比較簡單；而對于剛接柱腳，基礎則要受附加彎矩及鋼柱柱底水平力引起的偏心荷載共同作用（圖1），偏心距為e=（M+Vh）/（N+G）=1\*GB2⑴對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)廠房來說，以下因素也往往決定了基礎的受力特點：1）大跨度拱形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，使自身支座處水平推力較大，甚至比豎向反力還大，這時由水平力引起的水平位移將難以控制；2）大跨度平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，由于自身撓度引起支座處的水平反力也比較大，這時傳遞到基底的彎矩也比較大，從而使基礎偏心距e較大。對門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房來說，以下因素往往決定了基礎的受力特點：1）廠房多臺吊車，有時吊車噸位較大，橫向水平位移難以控制，要求柱腳剛接，縱向水平荷載由柱間支撐承受，故柱腳多為鉸接；2）由于鋼結(jié)構(gòu)自振周期較長，而結(jié)構(gòu)自重較輕，水平地震作用相對較小，水平控制荷載多為風荷載加吊車水平制動荷載；3）結(jié)構(gòu)重量輕，風荷載和吊車水平制動荷載相對較大，從而造成基礎偏心距e較大，一般最大偏心距可達1.5～2.0左右；4）門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房單層或單層帶夾層，基礎多采用單獨基礎，而且埋深覺淺。2.廠房基礎的設計要求=1\*GB2⑴根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》中規(guī)定，偏心基礎的設計應遵循以下原則：當e≤b/6時pmax=（F+G）/A+M/W=2\*GB2⑵pmin=（F+G）/A+M/W=3\*GB2⑶當e＞b/6時pmax=2（F+G）/3la兩端均要求滿足萌p拜max療≤燙1.2f味其中貍，躁b正為基礎寬勵度竟；肆l督為垂直于婚力距作用開方向的基齡礎底面邊夢長寬；杯a牲為合力作閘用點至基緒礎底面最拼大壓力邊囑緣的距離盾；晴f常為地基土澆承載力設哄計值（考描慮深度和濁寬度修正際）。成由于偏心賣荷載作用矩下基礎反漫力的不均覽勻性，可互能使基礎漢發(fā)生傾斜旁，甚至會員影響廠房下特別是帶孟有吊車的愧工業(yè)廠房漸的正常使罪用，因此萬對基底土愛壓力分不住作以下限統(tǒng)制枕：稅1袋）對杜于獨f遠k駐＜聽180k割N/m址2他，吊車起竊重量大盡于憶75烏t掛的單層廠熊房柱基，趙或?qū)ι趧趂館k漫＜沿105k笛N/m派2士，吊車起知重量大查于做15海t舟的露天跨恭柱基，要石求客p棗min層/p媽max叮≥棉0.2挨5殺，其媽中劈f急k忠為地基承椒載力標準萬值紫；識2磚＝對于承測受一般吊雜車荷載的弄柱基，要析求讓p域min出≥酸0紐，即不出初現(xiàn)基礎底廚面與地基晌脫離。要草滿足此條鵝件，偏心臉距茶e坡最大她位隙b/頃6滔；趴3稱＝對于僅啟有風荷載班而無吊車愉荷載的柱俱基，允許疤基礎底面高不完全與隙地基接觸診，但接觸舌部分長度孔與基礎長兆度之厚比廉L牙1鬧′漸/L守1兼≥閃0.7怠5放，同時還睬應驗算基痕礎底板受什拉一邊在辱底板自重止及上部土顫的重力荷腦載作用下忌的抗彎強撐度。=2\*GB2胸⑵拒《門式剛菠架房屋鋼刊結(jié)構(gòu)設計珍規(guī)程》對樹門式剛架顏柱腳的合設計也作曬了規(guī)定：柴門式剛架籍的柱腳多忌按鉸接支矩承設計，休通常為平扎板支座，背設一對或策兩對地腳飄錨栓。當鈔用于工業(yè)炮廠房且有斬橋式吊車沃時，宜將吵柱腳設計綢成剛接。某三、基礎證形式的選許擇講由于以上痛受力特點悶及設計要速求，對于隊有吊車的撫工業(yè)廠房蘭結(jié)構(gòu)通常貸采用剛性引注腳。該京柱腳形式逆可以提高愁廠房的整馬體剛度，你從而減少掘側(cè)移。但閥這樣一來蝦，基礎一側(cè)般有較大暈的彎矩。賭這個問題轟在門式剛驗架輕型鋼帖結(jié)構(gòu)體系盲中尤為明宜顯。由于嚷自重輕，受水平荷載押與豎向荷李載比值較霉大，在風誘荷載及吊瓦車的共同僅作用下，戒廠房邊列拆柱柱底荷項載偏心距爛較大。根職據(jù)筆者的小工程設計裕經(jīng)驗，偏手心距一般豆在乒1.0燙m貝左右，有節(jié)時甚至達龍到殿1.車5薪～局2.0終m勝。根據(jù)以瓶上分析，撐按常規(guī)的怨單獨基礎希設計，基策礎的寬度言將達巧到方6至～毫12走m鳳，這在實統(tǒng)際工程中題是難以接乎受的。通合過研究分悠析，我們重認為可以落采用以下銹方法加以記解決：族1頃.簽增加基礎映壓蚊重旋G卸根據(jù)=1\*GB2芒式戲⑴缺，在柱腳鋼內(nèi)力派（孕M童，漂V危，赤N章）和基礎數(shù)形式年（很b伏，守h辦）已確定驚的情況下口，增加基運礎壓狼重堅G楊是減像少蝦e評的較好措準施，實際浩工程中通北常有兩種聞方法可以崖操作：=1\*GB3松①嘉廠房設底冠部加重墻北：一般為蜓粘土磚，助并使其重蛋量通過基誤礎梁傳到舌基礎上。棒設墻高豈為報H妻w狠（一般為景基礎頂面象至窗臺的甜高度），吳厚親為趙D饅w完，柱距珍為育H脹w踏，磚墻的條重度搶為餓У忌w推，則每個憑基礎因此翁而增加的吊重力曲為愚G頁′理=H昌w彎L忌w鵝D際w計/靈2灶。一搖般游L苦w逗=喪6季～河9黑m周，哈D棍w球=37逮0乒～隱540m允m暢，查H慌w薦=2.狹0觀～轉(zhuǎn)3.0芝m規(guī)，方У秧w僚≈噸20KN拐/m攪3坑，可旦得尖G皮′互=5庫0臂～頸150K音N魯，軌而非N科值的數(shù)量干級繭在毫10額0挺～墾1000再K占N狀范圍內(nèi)變征化?？梢姽?，若能充額分利用維雷護墻重，鉛不失為減恭少基礎偏務心距的好騰辦法。但杠此法往往翠受墻體材蓋料、墻高邀及建筑要棕求的限制再。=2\*GB3駁②偉增加基礎車埋深：增樹加基礎埋嘆深對基礎吃設計來說滾變化有兩扭個，其一炒是考慮深蜓度修正后戀的地基承軋載力設計河值膛f召增大，但蹲這對受偏蓬心距控制嗓的基礎來么說無關緊俱要；其二漠是基礎底煤面以上壓漠重絕G出增大，這題對降低偏午心控距比e色來說是有呈利的。去實際工程違中通過增粘加基礎埋瞇深來降低宜偏心距可中以有兩種群方法：一廚是保持柱揪底標高不域變，即通種過增加混困凝土基礎嗚的高勒度袋h奸來實現(xiàn)。點顯然采用棒這種辦法駱來增視加與G著并非經(jīng)濟薯之舉，并軋且增腎加教h周的同時會留增大由柱沈腳水平剪勇力須V殊引起的附字加彎丑矩叢V仍h哥；另一種添作法是降濁低柱底標澇高碌使微h棚不變，但鋒該方法使擱剛架柱長撓度加大，堂又使柱腳渡的反力增成加（特別民是探M吵值），同煌時剛架用課鋼量和基塵礎工程量華增加。所別以，通過披增加基礎按埋深來降鞋低偏心培距摟e預的作法在架一定范圍卸內(nèi)是有效返的，在設著計中要綜霉合考慮，姜全面衡量搖。淋2陳.虹采用偏心只基礎枯此方法只灘適用于偏欲心謙距噴e伐較小的情杏況，其原縣理就是使批基礎本身迫受力偏心枕，相當于毛針對較大兵的賽M弊增加一個懇反向的彎繩矩杯M烘′谷=N具e臉′泉，使基礎惑滿足設計腔要求。此包種基礎形譜式在工程鍋中較少采爐用，一般抱若吊車噸肥位不太大卵，可以考惕慮采用柱付下偏心基甚礎的形式辭。但此時從為保證基滋礎不致過救分傾斜，禾基礎和基飛底土接觸擠不脫離，很基礎底面番偏心距必過須滿足：e1=e2=些p線max襪≤撕1.2f都式中傷：民M及max竭，銅M道m(xù)in胞分別為單僵向計算水側(cè)平荷載時平，邊柱柱巖腳處的最挎大和最小懼彎矩值白；葬N拖，碼V釀，紅G洋分別為相凍應的軸力請、剪力和愁壓重。避偏心基礎抓一般可以蚊減少基礎泡尺寸，但龜對于大噸緊位和重級予工作制吊凝車，該方陳法應謹慎植使用?；?沫.畜采用重力巾式擋土墻跟基礎儀這種方法億適用于跨娘度較大的題拱形鋼網(wǎng)演架基礎，烈因為拱形葬結(jié)構(gòu)造成匯水平推力擔較大，這知時水平推陽力甚至遠往大于結(jié)構(gòu)護豎向力，因采用一般排的常規(guī)基劍礎很難設得計要求，忘此時采用演這種基礎源利用基礎窯背后的被雀動土壓力追來抵消部摟分水平力畫，同時將竿基礎設計震成楔形基皮礎，使基撞礎地面的慢法線與上肯部結(jié)構(gòu)的喜傳力方向駝保持一致偶，使基礎哈實際處于則軸向受力幫狀態(tài)。從認而簡化了爆基礎設計刑。捉本人在海憶螺集團寧貸國水泥廠林三線石灰點石預均化膀堆場鋼網(wǎng)茅架工程、銀海螺集團次懷林水泥丟廠石灰石浙預均化堆譜場以及中待國水泥廠匯、浙江長部興錦龍水假泥有限公煩司等系列評石灰石預拘均化堆場悟鋼網(wǎng)架工患程中取得違了較好的督經(jīng)濟效果幻。板4謝.倦采用樁基避礎螞對于偏心見距過大的領基礎，當準采用以上箏方法不能班解決時，屠可以考慮恨樁基礎。漁常用的樁候種類較多劫，除碎石性樁、壓孔躬樁和灌注茫樁外，應的用較多的想為預制鋼瓜筋混凝土鹿樁。但采俘用樁基不儉僅增加了朋設計施工問的復雜性示，而且造埋價往往較獵高，因而尤是門式剛蘿架輕型鋼造結(jié)構(gòu)廠房秋基礎設計外中最后不肺得已采用賀的基礎形呼式。秒本人結(jié)合從參加的鋼摸結(jié)構(gòu)工業(yè)生廠房基礎虹設計，分枝析了在不壇同荷載偏駕心堂距太e粥下，以上瓜幾種解決找方法的有揚效性、合鼓理性和經(jīng)霉?jié)?，具腎體結(jié)論為款：若e趟＜甜15狐m園時，增加寺壓重的方螞法較為有坦效耀；滑e電≤婆0.5肝m至時，采用薦偏心基礎揚較為有效靠；茂e久＞上0.5每m似時，采用沒樁基礎較蝴為有效。叼四、基礎躺的構(gòu)造與順施工繪1譯.占錨栓采用翅鋼筋籠定固位：當采犬用靴梁式宅剛性柱腳逐時，需要構(gòu)在鋼筋混替凝土基礎潤中預埋錨嫁栓，而錨譯栓的定位銷往往是施醉工中一件禮令人頭疼雄的問題。錢以往的方桃法是或?qū)⒂垮^栓焊于振鋼筋混凝晶土基礎的經(jīng)預埋底板霜上，或在俗四根錨栓霧上臨時套燈上木板卡秘子然后進束行混凝土步的澆筑和歉振搗。但符這些方法架不能將錨膏栓完全固竿定，很難果取得較好學的效果，曠需要反復壁調(diào)整，甚攻至將凝固滿好的基礎防混凝土打谷掉重來。備為克服錨竄栓定位誤賓差的問題徒，特設計涉了如反圖吳3評所示的鋼昌筋籠，并誓將錨栓和滑基礎底部趴鋼筋網(wǎng)牢認牢固定在消一起。這適樣既保證滑四根錨栓棗的相對位呆置不變，禾又使基悲礎施工方圓便快捷。乒以上列舉倆的兩工程捕施工結(jié)果顆表明，該柏改進方法嚷令人滿意叔。鍋2蜓.液基礎梁施竊工：當鋼述結(jié)構(gòu)工業(yè)閥廠房的維包護墻全部鹿或部分采污用自承重脅砌體墻時往，必須設木計基礎梁更以承受墻達體的自重纏。通?；鶋ΦA梁均做獅成簡支，乒采用預制承或現(xiàn)澆的競方式。采濱用現(xiàn)澆的肌方式時，予由于基礎煩梁底部支漿模的要求勒，基礎梁券兩邊的磚勁壁必須分藥開砌筑，依不能一次腦砌筑（旱圖胸4是）。因此蹤，施工較攜麻煩。采價用預制形謀式相對簡輕單一些，艱但需要在巾地基的兩斗端及基礎該頂部預埋異焊件。施床工時都不客大方便。偶筆者在基字礎梁設計時中采用了禁預制加現(xiàn)啊澆的方式麗（循圖趣5吧），即將里基礎梁的駁主體部分萬事先在與敗之長或現(xiàn)肉場預制好員，但兩端匠留出部分胳鋼筋。這靜樣，這部鑒分的基礎數(shù)梁可和鋼揭柱柱腳混而凝土保護激層一并澆底筑，省時增省力，取僵得了較好礙的效果。蜂五、結(jié)束弄語凱通過幾年作的工程實粱踐，本人儀有以下幾肯點體會：=1\*GB2惜⑴臺認真學習嶺技術規(guī)范步，不僅要邪熟悉規(guī)范欺的條文，逆還要切實績理解條文畏原理及其球應用條件水。=2\*GB2輝⑵舌通過對技嘆術規(guī)范，固力學知識脂結(jié)構(gòu)原理霞等的學習擺，建立清重晰的結(jié)構(gòu)即概念，這歷樣才能正亮確處理實鹿際工程中檔遇到的各熔種非常規(guī)釘問題。=3\*GB2奪⑶帳了解