關于多桿合一基礎脫空比的控制值分析

摘要 現階段，多桿合一基礎多采用獨立基礎，獨立基礎的脫空比控制值是設計中的重要指標，脫空比控制值的大小將直接影響到基礎尺寸的取值，目前尚無專門的規范對多桿合一基礎脫空比進行規定。結合既有相關規范對脫空比的要求，研究分析了獨立基礎基底脫空比與基礎抗傾覆安全系數的關系，并分析了典型多桿合一基礎的基底脫空比與基底最大壓應力的關系。根據分析結果，建議多桿合一基礎的基底脫空比按15%控制較為合理。

關鍵詞 獨立基礎；基底脫空比；抗傾覆安全系數；基底最大壓應力

中圖分類號 TU470⁺.3 文獻標志碼 A

0引言

隨著城市的快速發展，城市道路兩側交通指示牌、信號燈、監控等各類設施桿件林立，交叉重復的桿件對城市街道的景觀產生了較大的不良影響，桿件的重復設置也增加了道路的工程造價。多桿合一是將多種桿件功能匯集在一個綜合桿上，有效的減少了道路兩側的桿件數量，已成為新建城市道路桿件設計的趨勢。現階段，多桿合一基礎多采用獨立基礎，獨立基礎的脫空比控制值是基礎設計中重要的指標，其取值的大小將直接影響到基礎尺寸。目前，尚無專門的規范對多桿合一基礎的脫空比進行規定。在水平荷載作用下，既有相關規范對基礎基底脫空比控制值的規定見表1。

目前，除JGJ3-2010《高層建筑混凝土結構技術規程》［2］外，其他相關規范并未對基底脫空比的取值依據及作用進行說明。根據該規程第12.1.7條的條文說明：為使高層建筑在水平力和豎向荷載作用下，地基壓應力不至于過于集中，對基礎底面壓應力較小一端的應力狀態作了限制，滿足本條高層建筑結構的抗傾覆能力具有足夠的安全儲備，不需驗算結構的整體傾覆。因此，限制基底脫空比的作用主要體現在兩方面：一方面是控制結構的抗傾覆安全性，另一方面是控制地基壓應力不至于過大。

1基礎抗傾覆穩定與基底脫空比的關系

為分析獨立基礎抗傾覆穩定與基底脫空比的關系，現以平面寬度為b，長度為l的矩形獨立基礎為例，進行抗傾覆安全系數計算。當基底脫空比大于0時，偏心荷載作用下獨立基礎的基底壓力見圖1。

由上述可知，獨立基礎基底脫空比與基礎結構抗傾覆安全系數成線性反比關系，當基底脫空比按小于15%控制時，基礎的抗傾覆安全已有足夠的安全富裕。

2基底脫空比對基底最大壓應力的影響

3結論及建議

（1）對于多桿合一的基礎設計，當基底脫空比按k≤0.15控制時，基礎的抗傾覆安全系數已有足夠富裕。

（2）與普通框架結構柱的獨立基礎不同的是，多桿合一基礎的上部結構傳遞下來的軸力較小。當基礎平面尺寸大于1.5m×1.5m時，并控制基底脫空比k≤0.15，基底最大壓應力Pkmax≤1.2fa普遍可以滿足。

（3）在JGJ3-2010《高層建筑混凝土結構技術規程》［2］中以H/B上部結構的高寬比來作為脫空比控制值劃分的依據，但該條規定適用于基礎寬度B與上部結構寬度B相同的情形。對于多桿合一基礎，如以高寬比H/B大于4，脫空比按0控制，過于保守，且不盡合理。建議多桿合一基礎的基底脫空比按小于15%控制較為合理。

參考文獻

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