如何預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)下沉需從基礎(chǔ)承臺(tái)做起

如何防御鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)下沉需從基礎(chǔ)承臺(tái)做起，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房每平方米達(dá)到25KG以上時(shí)，承臺(tái)需要達(dá)到1米高、1米寬和1米深，每平方米灰到35KG以上的鋼結(jié)構(gòu)廠房需要做圈梁和1.2米的基礎(chǔ)，具體要根據(jù)地面的情況而定。

在鋼結(jié)構(gòu)廠房建設(shè)完成后，沒(méi)有做好前期的投入，那么我們?cè)鯓硬拍芊乐箯S房基礎(chǔ)沉陷呢，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是加固，把鋼結(jié)構(gòu)立柱全部用工字鋼或槽鋼圈起來(lái)，形成網(wǎng)狀。這種方法可以防止鋼結(jié)構(gòu)廠房的地基下沉。

近幾年來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)廠房以其自重輕、抗震性能優(yōu)越、布置靈活、加工安裝快捷等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于煤炭工程。文中只討論了采用壓型鋼板或夾芯板的門(mén)式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)，單層廠房鋼排架結(jié)構(gòu)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“鋼結(jié)構(gòu)廠房”)。針對(duì)大噸位的鋼結(jié)構(gòu)廠房，由于上部結(jié)構(gòu)自重過(guò)輕，柱底軸力小，彎矩較大，造成基礎(chǔ)基礎(chǔ)偏心距過(guò)大，給基礎(chǔ)設(shè)計(jì)帶來(lái)一些困難。

鋼構(gòu)廠房基礎(chǔ)的受力特性。

鋼質(zhì)廠房基礎(chǔ)一般采用偏心受壓，獨(dú)立地基。

對(duì)不高、無(wú)吊車(chē)的門(mén)式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房，其柱腳與基礎(chǔ)的連接一般采用鉸接方式。基底頂面只受到上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的垂直壓力和風(fēng)荷載所產(chǎn)生的水平力。由水平風(fēng)荷載引起的基礎(chǔ)底面附加偏心彎矩較小，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單。

特別是在噸位較大(單跨兩臺(tái)20t吊車(chē)或更大)時(shí)，為了提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度，控制橫向位移，柱腳設(shè)計(jì)為橫向剛接、縱向鉸接，從而提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度，從而控制橫向位移。工廠被縱容了。

由柱間支撐向水平荷載傳遞到基礎(chǔ)頂面。對(duì)于橫向來(lái)說(shuō)，由于鋼結(jié)構(gòu)自重輕，自振周期長(zhǎng)，水平地震作用相對(duì)較小，對(duì)其起控制作用的橫向水平荷載通常為吊車(chē)水平制動(dòng)器加風(fēng)公式，兩桿軸力可以不相等。鋼結(jié)構(gòu)廠房基于彈性穩(wěn)定性理論的公式，

可用于兩桿相同長(zhǎng)度、同樣截面的交叉斜桿。

1)相交另一桿受壓，兩桿的截面相同，且在交叉處不中斷，則：

2)相交另一桿受壓，此另一桿在交界點(diǎn)中斷但用節(jié)點(diǎn)板搭接，則：

3)相交的另一桿受拉，兩桿的截面相同且在交點(diǎn)處不中斷，則：

4)交叉另一桿受拉，該拉桿在交界點(diǎn)中斷但用節(jié)點(diǎn)板搭接，則：

筆者在使用新規(guī)范時(shí)發(fā)現(xiàn)，新規(guī)范對(duì)軸心受力構(gòu)件有了一些新的規(guī)定和計(jì)算方法；舊規(guī)范有時(shí)偏于保守，因此大家在工作中，需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷學(xué)習(xí)新規(guī)范，才能做出經(jīng)濟(jì)的好設(shè)計(jì)。

二是鋼結(jié)構(gòu)廠房基本設(shè)計(jì)要求。

由于偏載較大，基礎(chǔ)底面的反力分布不均，可能導(dǎo)致基礎(chǔ)產(chǎn)生較大傾斜，甚至影響廠房特別是帶吊車(chē)廠房的正常使用。所以，工業(yè)廠房基礎(chǔ)底面的地基土壓力也應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)對(duì)于無(wú)吊車(chē)荷載的柱基，當(dāng)計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)，基底地基土有應(yīng)力區(qū)為零，但需要滿(mǎn)足非零應(yīng)力區(qū)長(zhǎng)度與基礎(chǔ)長(zhǎng)度之比L'/L≥0175，同時(shí)還需要驗(yàn)算基礎(chǔ)底板受拉側(cè)在基礎(chǔ)自重及上部土重作用下的抗彎強(qiáng)度。

2)對(duì)于承受一般吊車(chē)荷載的柱基，不允許基礎(chǔ)底面有無(wú)應(yīng)力區(qū)的地基土存在，pmin≥0，如果該條件滿(mǎn)足，要求基底偏心距e≤b/6。

3基本設(shè)計(jì)通用方法。

針對(duì)上述基礎(chǔ)的受力特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，對(duì)于單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的柱腳剛接吊車(chē)的邊柱，當(dāng)?shù)踯?chē)噸位較大時(shí)，如果按常規(guī)的單獨(dú)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，偏心距往往成為基礎(chǔ)底面大小的控制條件，不能對(duì)其進(jìn)行控制。作者通過(guò)對(duì)一些具體工程的分析和比較，認(rèn)為這種問(wèn)題在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以通過(guò)以下方法解決：

3.1采用偏心基礎(chǔ)。

在基底面偏心距較小(一般情況e≤015m)時(shí)，這種方法效果很好。該方法相當(dāng)于在較大的彎距作用方向預(yù)先加一個(gè)反向彎矩，從而降低偏心效應(yīng)。但是由于廠房的水平風(fēng)荷載和吊車(chē)荷載都是雙向作用，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇正、負(fù)的不利組合，分別進(jìn)行驗(yàn)算和控制?，F(xiàn)行的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序“STS”不能驗(yàn)算偏心基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)者可以選擇幾組不利組合，借助于“理正”等其它輔助程序?qū)ζ溥M(jìn)行驗(yàn)算。

偏心式基礎(chǔ)一般可使基礎(chǔ)尺寸變小，但對(duì)于噸位較大、工作等級(jí)為A6~A8的吊車(chē)，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。

3.2基礎(chǔ)額外的重量。

地基底面偏心距(015m1)增加基礎(chǔ)埋深：基礎(chǔ)埋深增大，基礎(chǔ)上部土重相應(yīng)增加，基底偏心距相應(yīng)減小。這時(shí)基礎(chǔ)可以設(shè)計(jì)成鋼筋混凝土短柱的獨(dú)立基礎(chǔ)，短柱截面尺寸通常由鋼柱腳底板的尺寸來(lái)決定，其配筋是根據(jù)計(jì)算確定的。但當(dāng)增加基礎(chǔ)的埋深時(shí)，由于柱腳水平剪力引起的基礎(chǔ)底面附加彎矩相應(yīng)增加，基底偏心距也可能增大。所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮上述兩個(gè)因素，經(jīng)試算比較，選擇合理的地基埋深。

2)廠房外護(hù)結(jié)構(gòu)下部采用加重墻：墻體可使用不含粘土的燒結(jié)磚，通過(guò)墻下地梁將重物傳遞到基礎(chǔ)。可以采用370mm的壁厚，高度從地梁頂面到下窗臺(tái)。為提高墻高，可根據(jù)情況適當(dāng)提高底層窗臺(tái)。地面梁可預(yù)制或與基礎(chǔ)短柱現(xiàn)澆，現(xiàn)澆地梁有利于調(diào)整相鄰基礎(chǔ)的不均勻沉降。

在工程設(shè)計(jì)中，上述兩種方法的聯(lián)合使用效果較好。

3.3使用樁基。

用上述方法解決時(shí)，基礎(chǔ)底面偏心距較大(e>112m)，且持力層埋設(shè)深，用上述方法無(wú)法解決時(shí)；或廠房吊車(chē)噸位過(guò)大、地面長(zhǎng)期大面積堆載超過(guò)60kN/m2、基底土為中、高壓縮性土，需要考慮堆載對(duì)基礎(chǔ)的附加影響時(shí)，宜采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)的類(lèi)型可以根據(jù)地基土質(zhì)和當(dāng)?shù)氐氖┕l件綜合確定。

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