剪力墻下的兩樁承臺配筋分析

李 婧

(深圳市建筑設(shè)計研究總院有限公司，廣東深圳 518000)

1 概述

樁基承臺在如今的項目中，是很常用的做法。對于剪力墻結(jié)構(gòu)的高層建筑物，一般采用預(yù)應(yīng)力管樁，或者大直徑灌注樁。當(dāng)中風(fēng)化持力層埋藏較深時，采用預(yù)應(yīng)力管樁，一般采用多樁承臺。但是當(dāng)中風(fēng)化持力層埋藏較淺時，采用大直徑灌注樁比較好施工，由于大直徑灌注樁的單樁承載力比較大，所以此種情況下，剪力墻下一般采用兩樁承臺梁。

關(guān)于兩樁承臺梁的計算問題，我查看了很多工程，計算方法千差萬別，但是都不是很清晰，大部分工程師給出的結(jié)論是按構(gòu)造配筋。本文通過幾種不同的算法，用不同的模型來模擬剪力墻下兩樁承臺的受力情況。下文將分別對各種計算方法及模型給出詳細(xì)的分析及說明。某項目中的兩樁承臺平面圖見圖1，幾何參數(shù)如下:剪力墻長5.7 m，剪力墻厚0.4 m，剪力墻的均布荷載設(shè)計值為3 627 kN/m，承臺長為5.9 m，寬 1.4 m，高 2.0 m，兩樁中心距 4.5 m，凈距3.3 m。

圖1 兩樁承臺平面圖

2 簡支梁計算方法

首先按最保守的方法計算，把承臺看作一個承受均布荷載的簡支梁，剪力墻只當(dāng)成荷載。計算簡圖見圖2。

圖2 簡支梁計算簡圖（單位：mm）

用此法計算出的結(jié)果為底部彎矩為10 080 kN·m，配筋為26φ32，配筋率為0.75%，需要配兩排鋼筋，配筋偏大，此法未考慮剪力墻的剛度貢獻(xiàn)，偏于保守。

3 按倒置彈性地基梁計算

根據(jù)JGJ 94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范附錄G按倒置彈性地基梁計算砌體墻下條形樁基承臺梁來近似計算剪力墻下的兩樁承臺的配筋，計算步驟如下:兩相鄰樁之間的凈距:L=3 300 mm。計算跨度:Lc=1.05×3 300=3 465mm。兩相鄰樁之間的中心距:s=4500 mm。樁身直徑:d=1 200 mm。承臺梁底面以上的均布荷載:q=10 100×2×1.35/5.7=4 973 kN/m。承臺梁混凝土彈性模量:En=3.00×104N/mm2。墻體的彈性模量:Ek=3.45×104N/mm2。承臺梁橫截面的慣性矩:1012mm4。墻體寬度:bk=400mm。根據(jù)公式:則所以:支座彎矩:跨中彎矩:由于樁與承臺為簡支，所以把支座彎矩調(diào)幅到跨中:跨中彎矩為6 159 kN·m。則跨中配筋為則配筋率為0.42%，所以承臺底部配筋為φ32@90。

圖3 整體建模計算簡圖

圖4 整體建模計算結(jié)果

4 采用safe整體建模方法進(jìn)行計算

采用safe整體建模方法進(jìn)行計算，把樁作為彈簧支座，剪力墻作為5.5 m的深梁的模型輸入程序中，承臺按板單元輸入，進(jìn)行有限元整體分析，分析結(jié)果為，承臺所承受的最大彎矩為2 350 kN·m，則配筋為φ25@100即可，配筋率為0.25%，配筋仍舊比較小。但是此種計算方法剪力墻承擔(dān)的彎矩比較大，最大彎矩為10 215 kN·m，如果把剪力墻作為深梁來配筋，剪力墻底部將配置相當(dāng)大的水平筋。但是如果剪力墻與承臺共同作用，剪力墻應(yīng)該下部受壓才對，底部配筋是否有用，由于safe并不能很好的模擬這一節(jié)點的受力情況，且剪力墻被模擬為深梁，不是十分妥當(dāng)，需要對此模型進(jìn)行更為準(zhǔn)確的模擬。

5 采用SAP2000整體建模方法進(jìn)行計算

采用SAP2000來模擬剪力墻及剪力墻下的兩樁承臺的共同作用，用殼單元來模擬剪力墻及承臺，荷載分別加在39個點上，大致形成均勻分布荷載的形式，見圖3，經(jīng)過單元劃分，剪力墻與承臺協(xié)調(diào)變形，最后得到的計算結(jié)果圖形見圖4，截面切割得到的承臺跨中彎矩為3 312 kN·m，承臺拉力為1 463 kN，則承臺底部配筋為φ32@90，配筋率為0.45%，從圖4可以看出剪力墻底部即與承臺相交部分為受壓區(qū)，形成了拱的效應(yīng)，所以把剪力墻當(dāng)作深梁來計算，由深梁承擔(dān)彎矩，然后根據(jù)彎矩計算剪力墻底部配筋，顯然沒有道理，不符合剪力墻與剪力墻下的承臺的受力模式。

6 結(jié)語

把上述幾種計算方法進(jìn)行比較可知，倒置彈性地基梁與采用SAP2000整體建模方法進(jìn)行計算的結(jié)果是比較接近的，整體建模計算的結(jié)果最為接近實際情況，推薦使用，倒置彈性地基梁的計算方法比較簡單，也建議使用。

［1］JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］GB 50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］北京金土木軟件公司.SAP2000中文版使用指南［M］.第2版.北京:人民交通出版社，2012.