关于油厂设计中基础拉梁设计探讨
框架结构中地坪拉梁设计问题探讨
框架结构中地坪拉梁设计问题探讨摘要：框架结构设计中，地坪拉梁是否应建入模型整体计算存在较大争议；理论分析及震害调查表明框架结构的底层柱对整体结构的抗倒塌起到关键作用，框架结构底层柱的承载能力应适当加强；现行版本PKPM程序不支持框架结构修改嵌固端所在层号，模型中建入地坪拉梁后形成计算一层，被程序默认为嵌固端所在层对柱弯矩值进行调整，对常发生破坏部位的柱承载力却未调整；本文认为现阶段地坪拉梁不应建入整体模型计算。
关键词：框架结构；地坪拉梁；抗倒塌能力；承载力调整Abstract: In the design of frame structure, floor beam should be built into the model of integral calculation in great dispute; theoretical analysis and seismic damage investigation showed that the frame structure of bottom columns on the overall structure of the collapse has played a key role, frame structure of bottom column bearing capacity should be strengthened; the current version of PKPM does not support frame structure modification of block fixed end where the layer number, model built into the floor after the formation of a layer of the pull beam calculation, by default as the fixed end where the layer on the column moment value is adjusted, the often destroyed parts of the column bearing capacity without adjustment; in the current stage, floor beam should not be built into the whole model calculation.Key words: frame structure; floor beam; collapse resistant capacity; capacity adjustment1 前言框架结构设计中，通常在建筑地坪处设置纵横向拉梁（以下简称地坪拉梁）。
SHSG-054-2012石油化工厂工厂基础工程设计内容规定
b) “内容规定”是对设计文件的构成、技术内容的一般要求，与项目大小、特点、设计 单位内部专业设置/专业分工的无关。
本规定在实行过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料提供给主编单位（地 址：北京市朝阳区安慧北里安园 21 号楼，邮编：100101），以便今后修订时参考。
1． “内容规定”的编制对象是“工厂”，和总体设计的内容和范围协调一致。 本规定适用于新建、扩建、改建的石油化工工厂的基础工程设计。重点解决准确反映工厂 的全貌和实际情况问题。包括工厂和主项、总平衡（包括全厂物料平衡、全厂燃料和能量平衡）、 总平面等。其依据是批准的总体设计和设计基础资料，其设计文件的深度应达到能满足业主审查、 工程物资采购准备和施工准备、开展详细工程设计的要求。 2． 全厂统一的“专篇”编制内容要求。 3． 明确厂外设施“基础工程设计内容深度”执行的相关行业标准。包括项目范围内的厂外 铁路、码头、供电和外管外线等厂外设施。 4． 几点说明：
中国石油化工集团公司
石油化工厂工厂基础工程设计内容规定
SHSG-054-2012
2012-0X-01 发布
2012-XX-01 实行
中国石油化工集团公司 发布
中国石油化工集团公司
石油化工厂工厂基础工程设计内容规定
SHSG-054-2012
主编单位：中国石化工程建设有限公司 批准部门：中国石油化工集团公司 实行日期：2012 年 X 月 01 日
a) 工厂的建设规模应列出主产品或加工原料量的设计生产规模，对于项目设计范围内 分期建设的装置、系统设施应列出分期建设的规模；
独立柱基之间设计中拉梁的作用及计算要点
独立柱基之间设计中拉梁的作用及计算要点摘要：本文通过一具体工程的设计，引述了地基拉梁的作用及计算要点。
关键词：独立柱基,系梁,拉梁,整体性,整体计算作者在做海南洋浦技工学校实训楼工程时采用设拉梁层方法减少控制框架结构计算位移角，既满足了规范的要求，又做到了经济合理，符合实际。
得到了业主方的认可和好评。
现总结分析如下：多层钢筋混凝土框架结构，当首层层高较高，独立基础埋深又较深，抗震设计时楼层的弹性层间位移角常常难以满足《抗震规范》5.5.1条的要求，当不考虑设置少量剪力墙时，通常可以采用下列三种措施的一种：①加大框架结构梁，柱截面尺寸，提高混凝土的强度等级。
②可以采用短柱基础，使框架柱嵌固在基础短柱顶面，从而减小框架结构首层层高。
（此短柱基础可以理解为《地基基础设计规范》第8.2.6条预制高杯口短柱基础的现浇版。
）③在框架结构±0.000地面以下靠近地面处，设置拉梁层，将框架结构首层分为两层。
在这三种措施里，第一种措施往往因建筑使用功能的要求等，受到限制，不能任意加大梁，柱截面尺寸，从而增加刚度，而仅仅提高混凝土的强度等级对改善结构整体侧向刚度来说又不是很明显；所以我们最好在第二种和第三种措施中选择，很多老前辈建议使用受力明确，构造简单，施工也方便的第二种措施即短柱基础。
其截面尺寸及配筋构造要求可参照《地基基础设计规范》第8.2.6条的规定确定。
1．《抗震规范》6.1.11条规定，框架单独柱基有下列情况之一时宜沿两个主轴方向设置基础系梁：⑴一级框架和Ⅳ类场地的二级框架；⑵各柱基承受的重力荷载代表值差别较大；⑶基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大；⑷地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、液化土层和严重不均匀土层；⑸桩基承台之间。
一般情况，基础系梁宜设置在基础顶面，其梁顶标高与基础顶面标高相同，当基础系梁梁底标高高于基础顶面时，应避免在基础系梁与基础之间形成短柱；当基础系梁距基础顶面较远时，基础系梁应按拉梁层（无楼板的框架楼层）进行设计，并参与结构整体计算。
浅谈基础±0.000处拉梁的设计
建筑理论与设计
浅 谈基础 ±０ ． ０ ０ ０ 处拉 梁 的设计
摘要 ： 通过 对± Ｏ ． ０ ０ ０ 处 拉 梁 的按楼 层 梁 和层 间梁分 别 建模 分 析 比 较 ， 在 设 计 中尽 可 能 以更 准确 的方 式来 设 计 ， 使 拉 梁 的结 构 设
计 更加 趋 于合 理 。
６ ５ ６． ８ ５ ２３ ６ ７． ９４ ６ ３７ ２ ８
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（ ４ ） 地基 主要受力层 范嗣内存在 软弱粘性土层 ， 液化 土层或严重不均匀土层 ； 桩 基 承台 之 间 当基 础 埋 置较 浅 ，拉梁 顶 标 高 可 以 和承 台 顶 或基 础 顶 平 齐， 这 时结 构 计算 模 型底 层层 高 可取 基础 顶 部至 二 层楼 板 面 的高 度 。但 当基
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关 键词 ： 拉梁； 连 系梁 ； 层 间梁 ； 楼 层 梁
１ ． 拉 梁 的作用 和设 置
大型储油罐基础环梁设计与讨论
大型储油罐基础环梁设计与讨论秦凯;王成玉【摘要】分别采用规范法和非线性方法对不同直径的储油罐基础环梁环向拉力进行了计算对比,研究表明,储油罐直径较小时,基础环梁的环向拉力随直径增大而增大,当油罐直径较大时,基础环梁的环向拉力并不与储罐直径成正比,并建议在大型储油罐基础设计计算时应进行非线性数值分析校核。
%The paper adopts the regular method and the non-linear method to have the calculation comparison among the circular tension of the circular beam at the foundation of the storage tank with various diameters,and proves by the research that the circular tension of the foundation circular beam increases along with the increasing diameters when the diameter of the storage diameter is small,the circular tension of the foundation circular beam is not proportional with the diameters of the storage tank,when the diameter of the storage tank is large,and suggests that the non-linear numeric analysis should be checked in the calculation of the large storage tank＇s foundation design.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)008【总页数】2页(P64-65)【关键词】大型储油罐;环梁基础;环梁拉力【作者】秦凯;王成玉【作者单位】日照港集团有限公司,山东日照276826;日照港集团有限公司,山东日照276826【正文语种】中文【中图分类】TU4760 引言大型储油罐是一种特殊的工业结构，由钢板焊接而成，具有整体刚度较小的特点。
油罐基础环梁的内力分析及配筋计算
工程 设 计
油罐基础环梁的内力分析及配筋计算 鲁 明玉 （国 贸源自程设 计 院 ，北京 １０００３７）
摘 要 ：根 据粮 食 行 业植 物油罐 基 础 的构 造特 点 ，分析 了基 础 环 梁的 受 力状 态 ，推 导 出 了基 础环 梁 的 环向力计算公式 ，并通过计算实例 ，分析 了基础环梁的配筋特 点。
１ 油 罐 基 础 的选 型
基 础 和桩 基础 ，见 图 １～４。
图 １ 护 坡 式 基 础
油 罐基 础 选 型应 根据 油罐 的型式 、容 积 、工 艺 要求 、场地 地 质条 件 、地 基处 理方 法 、施 工技 术 条 件 和 经济合 理 性 等综合 确 定 …。总 的原则 是 油罐基 础应 能承担 油 罐 自重 、罐 内储 存介 质 重量 、基 础 自 重及风载作用产生 的基底压力 ，保证油罐充水实验 阶段 和储 油 使用 阶段 的基 础安 全 。
在 Ｔ程 中一般采 用罐壁位 于基础环梁 内的型式 为使基 础 与油罐 连接 紧凑 ，一 般情 况下 罐壁 ｊ 基 础 环 梁 内 径 的 距 离 为 ： （罐 底 板 半 径 一罐 壁 半 径 ）＋５０ｍｍ＝ｂ＋５Ｏｍｍ。
基础拉梁设计方法
拉梁的计算方法有两种：1）、取拉梁所拉结的柱子中轴力较大者的1／10，作为拉梁轴心受拉的拉力或轴心受压的压力，进行承载力计算。
按此法计算时，柱基础按偏心受压考虑。
基础土质较好，用此法较节约。
2）、以拉梁平衡柱底弯矩，柱基础按中心受压考虑。
拉梁正弯矩钢筋全部拉通，负弯矩筋有1／2拉通。
此时梁的截面高度宜取下面的取值较高者。
推荐：关于多层框架基础拉梁的几点看法一、框架计算简图无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋，独立基础埋埋置较深，在-0.05左右设有基础拉梁时，应拉梁按层1输入。
以某学生宿舍为例，该项目为3层钢筋混凝土框架结构，丙类建筑，建筑场地为Ⅱ类；层高3.3m，基础埋深4.0m，基础高度0.8m，室内外高差0.45m。
根据《抗震规范》第6.1.2条，在8度地震区该工程框架房屋的抗震等级为二级。
设计者按3层框架房屋计算，首层层高取3.35m，即假定框架房屋嵌固在-0.05m处的基础拉梁顶面；基础拉梁的断面和配筋按构造设计；基础按中心受压计算。
显然，选取这样的计算生产力简图是不妥当的。
因为，第一，按构造设计拉梁的断面和配筋无法平衡柱脚弯矩；第二，《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）（以下简称《混凝土规范》第7.3.11条规定，框架结构底层柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。
工程设计经验表明，这样的框架结构宜按4层进行整体分析计算，即将基础拉梁层按层1输入，拉梁上如作用有荷载，应将荷载一并输入。
这样，计算简图的首层层高为H1＝4-0.8-0.05=3.15m，层2层高为3.35m，层3、4层高为3.3m。
根据《抗震规范》第6.2.3条规定，框架柱底层柱脚弯矩设计应行乘以增大系数1.25。
当设拉梁层时，一般情况下，要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁处的截面控制。
考虑到地基土的约束作用，对这样的计算简图，在电算程序总信息输入中，可填写地下室层数为1，并复算一次，按两次计算结果的包络图进行框架结构底层柱的设计的配筋。
基础拉梁的问题
a）拉梁弯矩：由其承担的竖向荷载引起的弯矩；
b）拉梁拉力：0.1倍较大柱轴力；
c）按偏拉构件，对称配筋，计算纵向受力钢筋；
d）不需要按抗震框架梁设计拉梁。
2•拉梁作为柱底弯矩平衡结构时（柱底弯矩不能由基础承担，如柱
下单桩基础）：
尚应考虑拉梁承担柱底弯矩，地震区应按框架梁设计。
此时拉梁设计相对烦琐，不便详述。
拉梁宜设在基础顶面上，无地下室的时候宜设在。00处
拉梁的计算按下面的两种方法之一算
1。取相连的柱轴力F较大者的10%作为拉梁的轴心拉力，按轴心
受拉进行计算。拉梁饿配金应上下相同，个不壹小于2D14的，箍筋
8@200
2。以拉梁平衡蛛下的弯矩，柱的基础按中心受压考虑。拉梁的钢
筋全部拉通，支座的负钢筋要有1/2拉通。
如果拉梁的承受隔墙等其他何在的时候,
则应将竖向的何在产生的内力与上面的两种方法之一的计算的结
果相加配筋！
基础拉梁计算详解
四、基础拉梁
1、基础拉梁有别于基础梁，基础拉梁一般在下列设置情况设置
1）有抗震设防要求且基础埋置深度不一致时；
2）地基土质分布不均匀时；
3）相邻柱荷载相差悬殊时；
Nmax，作为基础拉梁轴心受拉的拉力或轴心受压的压力，进行承载力 计算。按此法计算时，柱基础按偏心受压考虑。基础土质较好，用此法 较节约。
另一种是以拉梁平衡柱底弯矩，柱基础按中心受压考虑。拉梁正弯 矩钢筋全部拉通，负弯矩筋有1/2拉通。此时梁的截面高度宜取下面 的取值较高者，如拉梁承托隔墙或其他竖向荷载，应将竖向荷载所产生 的拉梁内力与上述两种计算方法至一所得之内力组合计算。
拉梁截面宽度大于等于0.03L〜0.04 L，高度大于等于0.05L〜
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关于油厂设计中基础拉梁设计探讨摘要：基础设计在整个油厂结构设计中占有极其重要的地位,这是由于基础工程在完工后埋于地下出现问题后不易察觉,往往会给上部的厂房结构带来致命的危险,又难以采取行之有效的措施来进行弥补。
基础拉梁在基础设计中被广泛采用,对其设计理念的正确认识及采用合理的计算方法,是对每一位结构工程师的基本要求。
由于对规范的不同解读及各地方各设计院间设计理念的差别,结构设计师对基础拉梁如何进行结构设计往往也有不同的见解,本文就基础拉梁的设计提出一些思路和看法供设计人员参考。
关键词：基础拉梁、设计要点、计算方法abstract: the basic design in the oil in the structural design of the utmost importance, this is because the foundation project in after completion of the buried in underground after problems be hidden, often can give the upper portion of the factory building structure bring fatal danger, it is difficult to take effective measures to make amends. pull beam based design based on widely used in, the design concept of the correct understanding and using the reasonable calculation method, is to each structural engineer basic requirements. because of the different interpretation of the standard and all local the design concept of differencebetween design institute, to pull beam structure designers based on how to structure design is often have different opinions, this paper put forward the basic pull beam design some thoughts and views for designers.key words: basic pull beam, the key points of design, calculation method引言：1 拉梁的设置及作用1. 1 基础拉梁的设置位置[1 ]基础拉梁多设置在以下几个方面:一级框架和ⅳ类场地的二级框架;承受的重力荷载代表值差别较大的柱基处;基础埋置较深或各基础埋置深度差别较大处;地基主要受力层范围内存在软弱黏性土层、液化土层和严重不均匀土层处;单桩桩顶两个相互垂直方向处;两桩承台的短向处;有抗震要求的桩基承台纵横方向处;8) 一层建筑平面中有隔墙处。
1. 2 基础拉梁的作用承受上部墙体的荷载或其他竖向荷载;对重要的建筑物或地基薄弱处,设置基础拉梁加强基础的整体性,调节各基础间的不均匀沉降,消除或减轻上部结构对沉降的敏感性;对于单桩及两桩承台的短向处,设置拉梁是因为桩身刚度与承台及上部结构刚度相比很小,桩与承台之间设计一般按照铰接考虑,自身不能够用来传递上部的弯矩和剪力,上部柱子的嵌固面往往在承台面处,上部柱子传递的弯矩和剪力必须由拉梁来承担;4) 对于有抗震设防要求的柱下承台,在地震作用下,建筑物的各桩基承台所受到的地震剪力和弯矩是不确定的,拉梁起到各承台之间的整体协调作用。
1. 3 基础拉梁的竖向高度在具体设计中,基础拉梁的竖向高度确定，是设计中首先要确定的重要环节。
因为拉梁高度取值过高,起不到传递柱底弯矩和抗剪的作用,且如果是框架柱还有可能形成短柱问题;如果拉梁高度取值过低,特别是对于底层层高较大同时基础埋置较深的建筑,底层柱的计算长度和底层的结构位移均会出现一系列的问题。
对于底层层高较高同时基础埋置较深时,除按规范要求正常设置拉梁的同时,可以考虑在±0. 000 以下适当位置设置构造框架梁,以取得降低底层柱的计算长度,有助于提高底层的侧向刚度,减小柱底的弯矩,同时对柱的截面也可以适当减小(此构造框架梁应参与整体计算并按计算结果配筋) 。
对于底层层高不大或基础埋置不深时可按“梁顶面宜与承台顶面位于同一标高”的要求设置拉梁[2 ] 。
2 拉梁的设计计算2. 1 拉梁截面尺寸的确定如果拉梁本身截面尺寸较小(刚度小) ,用较为夸张的比喻就是试图用一个很细的构件来拉结两个单独的柱基一起沉降,这是不可能的。
因此拉梁本身截面要满足刚度的要求,梁宽度不宜小于200 mm ,其高度可取承台中心距的1/ 10～1/ 15[2 ] 。
2008 年10月1 日开始实施的新j gj 9422008 建筑桩基技术规范对于拉梁截面也给出了明确的要求,与旧j gj 94294 建筑桩基技术规范不同之处在于最小截面宽度修正为250 mm ,并给出了最小截面高度450 mm。
2. 2 拉梁的配筋计算1) 拉梁上的荷载。
当拉梁需承担其上部的荷载(拉梁自重及其上部荷载如隔墙自重等) 时,应考虑相应荷载所产生的内力。
2) 拉梁承担的轴向拉(压) 力。
拉梁梁端拉(压) 应力有两种确定方法[2] :第一种方法:以柱底剪力作用于梁端,按轴心受压构件确定其截面尺寸,配筋则取与轴心受压相同的轴力(绝对值) ,按轴心受拉构件确定。
第二种方法:在抗震设防区采用粗略计算方法,即“取柱轴力的1/ 10 为梁端的压、拉力来分别确定拉梁截面尺寸及配筋”。
3) 拉梁承担的柱底弯矩。
拉梁分担的柱底最大弯矩设计值可近似按拉梁线刚度分配。
考虑拉梁承担弯矩时的一种简化的近似算法为[3]:as = m/ ( rsf y h0) 。
其中, m 为拉梁需平衡的柱底弯矩与承托拉梁上竖向荷载而产生的弯矩的组合设计值; rs 为钢筋的内力臂系数, 精确计算时rs = 0. 5[1 + (1 - 2 as ) 0. 5 ] , as 为矩形系数,当混凝土强度等级不超过c50 时取1. 0 ,当混凝土强度等级为c80 时取0. 94 ,其间按线性插值。
但rs 一般对于梁近似可以取0. 875 ,对于板近似可以取0. 9 ,这样做可省略由as 计算出的过程; f y 为主筋抗拉强度设计值; h0 为拉梁的有效高度。
3 拉梁的实际工程算例本算例取自某实际工程中两柱间设置的拉梁进行计算,其中轴力及弯矩均取两个柱子荷载的大值。
轴力n = 3 100 kn(设计值) ,m = 440 kn·m(设计值) ,拉梁上承托隔墙荷载为q = 16 kn/ m,拉梁跨度7 m ,混凝土强度等级c30 ,钢筋为hrb400 (c) 。
计算时分别按拉梁承担柱底弯矩和拉梁不承担柱底弯矩两种方法进行计算比较。
拉梁内力示意图见图1 。
3. 1 拉梁不承担柱底弯矩,基础按偏心受压构件计算(基础计算略)1) 拉梁截面的确定。
截面高度:7 000/ 15 = 4 666. 7 mm(取500 mm) ;截面宽度:300 mm;拉梁截面尺寸:300 mm ×500 mm。
2) 荷载及配筋计算。
a. 拉梁自重、上部隔墙荷载及配筋。
m = ql2/ 12 = (25 ×0. 3 ×0. 5 + 16) ×72/ 12 = 80.6 kn·m。
as1 = m/ ( ysf yh0) = 80. 6 ×106/ (0. 875 ×360 ×465) = 550. 3 mm2。
b. 拉梁承担的轴向拉力及配筋。
f = 0. 1 ×3100 = 310 kn ,as2 = n/ f y = 862 mm2 。
根据上面的计算得: as = as1 + as2 = 1 412. 3 mm2 ,配筋取4<22 (1520 mm2) 。
3. 2 拉梁承担柱底弯矩,基础按轴心受压构件计算1) 拉梁截面的确定: (同上) 。
2) 荷载及配筋计算。
a. 拉梁自重及上部隔墙荷载产生的弯矩同上, 即m1 =80. 6 kn·m。
b. 柱底传递的弯矩:柱底弯矩被两侧拉梁均分, m2 = 440/ 2 =220 kn·m。
则拉梁承受的总弯矩m = m1 + m2 = 300. 6 kn·m。
as1 = m/ ( ysf yh0) = 300. 6 ×106/ (0. 875 ×360 ×465)= 2052 mm2 。
c. 拉梁承担的轴向拉力及配筋同上,即as2 = n/ f y = 862 mm2 。
总配筋as = as1 + as2 = 2 914 mm2 ,配筋取6<25(2945 mm2) 。
结束语：分析本文算例，两种拉梁的计算比较看,当拉梁承担柱底弯矩时,配筋明显加大,当然这时的基础是按轴心受压构件进行计算的,基础截面尺寸则相对变小。
通过对拉梁设置位置及设置方法的分析讨论,按相关规范的要求,对如何设计拉梁提出了自己的意见,并用具体实例计算说明了在选用不同设计方法时拉梁配筋的变化,以推广基础拉梁在基础设计中的应用。
参考文献:[1 ] jgj 9422008 ,建筑桩基技术规范[ s] .出版社：中国建筑工业出版社：244页[2] gb5000722002 ,建筑地基基础设计规范[ s] .出版社：中国建筑工业出版社：84页[3] 刘铮. 建筑结构设计快速入门[m].第一版 .中国电力出版.2007年出版：203页。