板式基礎(chǔ)的偏心研究

吳建勇

【摘要】對(duì)板式基礎(chǔ)進(jìn)行偏心設(shè)計(jì)可有效降低工程量和工程造價(jià)，并且對(duì)施工工藝亦無(wú)特殊要求。與傳統(tǒng)無(wú)預(yù)偏心大板基礎(chǔ)相比，由下壓穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)底板尺寸可相應(yīng)減小，從而降低了混凝土量和底板配筋量。

【關(guān)鍵詞】板式；優(yōu)勢(shì)；傳統(tǒng)

1、直柱基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)缺陷

傳統(tǒng)的直柱基礎(chǔ)都是偏心受力的基礎(chǔ)，這是因?yàn)殍F塔塔腳主柱型心與基礎(chǔ)截面型心重合，而鐵塔基礎(chǔ)作用力除豎向力外，還有水平荷載，因此開(kāi)挖基礎(chǔ)底板往往受到由水平力產(chǎn)生的較大彎矩，而且基礎(chǔ)埋深越深，水平力產(chǎn)生的彎矩越大，基底由于彎矩產(chǎn)生的Pmax值也越大。

2、預(yù)偏心基礎(chǔ)的優(yōu)勢(shì)

采用預(yù)偏心基礎(chǔ)后，基礎(chǔ)底板的壓應(yīng)力分別更均勻，Pmax減小，相同的基礎(chǔ)可適用于地基強(qiáng)度較差的塔位，并且由于偏心存在，基礎(chǔ)底板彎矩減小，基礎(chǔ)鋼筋量隨之降低。因此，對(duì)板式基礎(chǔ)進(jìn)行偏心設(shè)計(jì)可有效降低工程量和工程造價(jià)，并且對(duì)施工工藝亦無(wú)特殊要求。與傳統(tǒng)無(wú)預(yù)偏心大板基礎(chǔ)相比，由下壓穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)底板尺寸可相應(yīng)減小，從而降低了混凝土量和底板配筋量。

3、偏心優(yōu)化分析

通過(guò)有限元三維數(shù)值仿真了分析輸電桿塔偏心直柱板式新型基礎(chǔ)在大荷載條件下的力學(xué)特征，這里定義板式基礎(chǔ)偏心率為偏心距e與基礎(chǔ)底板邊長(zhǎng)B的比值。

4、計(jì)算結(jié)果

4.1 基礎(chǔ)主柱附近的底板存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，上部荷載并非均勻分布于底板，底板最大和最小應(yīng)力與理論假定出現(xiàn)的部位有所區(qū)別，數(shù)值計(jì)算結(jié)果顯示最大應(yīng)力集中出現(xiàn)在直柱下方遠(yuǎn)離偏心側(cè)的一方。

4.2 通過(guò)計(jì)算0、1/12、1/10、1/8、1/6、1/4六種不同偏心距結(jié)果，得到基底位移隨偏心率增大的變化趨勢(shì)可知，有分析可知當(dāng)偏心率在1/8左右時(shí)，基礎(chǔ)底板的應(yīng)力和位移分布都較為均勻，建議工程中偏心距宜控制在1/8B-1/10B左右。