关于基础拉梁设置与计算的探讨

关于基础拉梁设置与计算的探讨中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：
一．引言
钢筋混凝土基础拉梁广泛应用于独立基础以及桩基础工程中，本文主要从钢筋混凝土基础拉梁的作用入手，分别讨论拉梁的设置方式和计算方法以及构造要求，并就实际设计中拉梁是否参与结构整体分析，结构模型如何选用与建立做进一步的阐述与大家探讨。

二．拉梁的作用
拉梁主要作为基础之间的联系梁，其主要作用基本归为以下几种：
加强基础的整体性，调节各基础间的不均匀沉降，消除或减轻框架结构对沉降的敏感性。

用拉梁传递、分配柱底弯矩，增强整个建筑物基础协同工作的能力，减小基础由于柱底弯矩引起不利影响。

承托首层墙体或其他竖向荷载。

减少框架柱首层的计算高度和底层的位移，以达到理想的设计结果。

三．拉梁的设置
根据《建筑抗震设计规范》6.1.11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拉梁：
1．一级框架和ⅳ类场地的二级框架。

2．各柱基础底面在重力荷载代表值作用下的压应力差别较大。

3．基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大。

4．地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、液化土层或严重不均匀土层。

5．桩基承台之间。

通过对拉梁的作用分析，以下情况下可不设置拉梁：
如无《建筑抗震设计规范》6.1.11所规定的情况且柱距较大(如体育馆、影剧院等)，因为基础拉梁刚度相对较小，对调节柱基不均匀沉降作用不明显，则可不设置基础拉梁。

结构为独基加防水板基础时，当板厚≥250mm时，由于防水板对基础约束较大，可不设置基础拉梁。

对于一柱一桩基础，当有地下室并有整体钢筋混凝土防水板时，如板厚≥250mm时，可不另设拉梁，只需在板内沿柱间轴线两个方向设置暗梁。

凡框架层数不超过三层，基础埋置较浅，且无《建筑抗震设计规范》6.1.11情况者，可不设置基础拉梁，但对于大型公共建筑，应另行考虑。

单层工业厂房一般可不设置基础拉梁。

四．拉梁的计算
对于无地下室的钢筋混凝土多层房屋，拉梁设置的位置及其作用决定了拉梁的计算方法。

一般可分为主体结构堪固于基础顶面和堪固于拉梁层顶面两种情况，下面按照堪固位置的不同就拉梁计算
方法阐述如下：
主体结构堪固于基础顶面
（1）当独立基础埋深较深（笔者认为埋深≥2.5m）时，可在±0.000下50~100mm处设置拉梁层，将首层划分为两个结构层，即从基础顶至拉梁顶为一层，从拉梁顶至首层顶为二层，计算模型将原结构增加一层进行分析（图1）。

此时应考虑该梁承担柱端弯矩并且此梁同时具备拉梁及框架梁的特点，应满足拉梁的承载力要求及框架梁抗震要求。

当首层地面无钢筋混凝土刚性地坪板时，首层地面不符合刚性楼板的假定，拉梁设计应按照拉梁层楼板开洞，参与结构整体分析的结果配筋并满足框架梁的构造要求。

当在首层地面设置钢筋混凝土刚性地坪板时，应考虑回填土对地下柱侧向刚度的贡献，一般刚度放大可到达3~5倍，虽然我们假定主体结构堪固于基础，但此时也要考虑回填土及刚性地坪在拉梁层顶的实际堪固作用，拉梁设计应按照主体结构堪固于基础顶及堪固于拉梁层顶分别计算，拉梁层均参与结构整体分析，采用包络设计原则，计算结果取不利的情况，同时要满足框架梁的构造要求。

图1
（2）当独立基础埋深较深浅时，一般拉梁设置位置有以下2种情况：
拉梁设置在±0.000以下50~100mm处（图2），主要作用是用拉
梁平衡柱底弯矩，此时基础按轴心受压考虑，拉梁不参与结构整体分析。

若拉梁还承托首层墙体或其他荷载，还应将竖向荷载所产生的弯矩与平衡柱底弯矩计算所得内力进行叠加组合，拉梁按照受弯构件计算，梁左右分担的柱底弯矩可按拉梁线刚度分配，同时构造要求拉梁正弯矩钢筋全部拉通，负弯矩钢筋拉通应不小于50%并满足框架梁构造要求。

特别要说明的一点，根据《抗震规范》6.2.2条要求，对一、二、三、四级的框架结构柱底弯矩分别乘1.7、1.5、1.3和1.2的弯矩增大系数，这点往往被大家所忽略。

当拉梁不平衡柱底弯矩而只承托首层墙体或者其他荷载时，拉梁可按连续梁计算。

图2
拉梁设置在独立基础顶面（图3）或基础底面（图4）处，我们暂且称之为基础拉梁，此时拉梁的刚度比基础刚度小得多，拉梁基本不承担柱底弯矩，一般不用于拉梁分担柱底弯矩。

拉梁的主要作用是协调地震时各基础的变形,使基础能共同协调工作。

基础拉梁设计应取拉梁所拉结的柱子中轴力设计值较大者的1/10，作为拉梁轴心拉力或轴心压力，按受拉计算配筋，钢筋通长，按受压计算稳定（一般由轴心拉力控制），基础按偏心受压考虑。

若拉梁还承托首层墙体，还应将竖向荷载所产生的弯矩与轴力进行叠加组合，拉梁按拉弯或压弯构件计算。

图3
图4
2．主体结构堪固于拉梁层顶面
取主体结构堪固于拉梁层顶面时，计算结果主要用于上部框架结构的设计，也可理解为按有地下室进行计算处理。

这种结构设计概念清晰，结构设计的经济性相对较好，笔者认为应优先考虑采用此方案。

若要结构堪固于拉梁层顶面，首先要满足拉梁层下部结构抗侧刚度不小于拉梁层上一层结构抗侧刚度的2倍，其次要满足拉梁层处有钢筋混凝土刚性地坪。

通过增加拉梁下柱截面尺寸一般可以满足抗侧刚度的要求（可通过程序计算确定拉梁下柱截面尺寸）（图5）。

此时该拉梁可按基础拉梁设计，只考虑其承担框架柱的柱底拉（压）力和拉梁上的填充墙荷载，基础拉梁的拉力设计值按其两端框架柱轴力设计值较大值的10%取值。

拉梁按照受拉弯或压弯构件计算。

根据《抗规》第6.1.14 条第3款要求，地下柱截面每侧钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的1.1倍，且下柱上端和节点左右拉梁梁端实配的抗震受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震受弯承载力的1.3倍，人工手算梁下柱时，可简化为按纯受弯构件计算，即梁下柱的实际抗震受弯承载力不小于地上一层
柱下端实配的抗震受弯承载力的1.3倍。

图5
五．拉梁的构造要求
拉梁截面高度一般可取1/15l～1/20l，宽度取1/25l～1/35l（l 为柱间距）。

如按0.1n方法计算，因为是拉压构件，所以纵筋应上下相同，且各不少于2根14，箍筋不少于φ8@200。

当拉梁参与结果整体分析或有框架梁属性时，要满足框架梁构造要求。

六．结束语
本文对基础拉梁的作用、设置方式、计算方法及基本构造几个方面提出了一些个人观点。

在实际工程中拉梁如何设置、分析，计算模型如何建立还需要结构设计师根据工程的具体情况具体分析。

参考文献
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gb50007-2011 建筑地基基础设计规范[s]. 北京：中国建筑工业出版社，2012.
gb50011-2010 混凝土结构设计规范[s]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
建筑结构专业技术措施中国建筑工业出版社，2007.。