閱讀 6800 次 擴展基礎縱向受力鋼筋最小配筋率的探討

 

 

郭娟¹ 田春亮²  陳濤¹ 何軍芳³

（1.陜西省現(xiàn)代建筑設計研究院    710048  西安

2.西部建筑抗震勘察設計研究院  710054  西安

3.中交通力建設股份有限公司    710075  西安）

    無論是從前期的方案設計還是后期的施工圖設計階段，現(xiàn)在明顯地感覺到建設單位對工程造價的控制越來越重視，對含鋼量的要求越來越小，這也無可厚非。因為設計費用相比工程總造價來說還是微乎其微的。在目前這樣一個競爭激烈的市場經濟中要得以長存發(fā)展，這就要求設計人員在不違反規(guī)范、滿足概念設計的前提下做到盡可能節(jié)約成本。當然，這是與設計人員準確地理解規(guī)范分不開。然而由于國家現(xiàn)行規(guī)范頒布和施行的先后有別，各種規(guī)范在大方面基本是協(xié)調統(tǒng)一的，但篇幅有限，規(guī)范中不可能對各種情況面面俱到，在實際工程的一些細節(jié)方面，各設計人員對規(guī)范的把握和理解也存在一些分歧。基礎在工程造價中占到很大比例，因此基礎設計的是否經濟對節(jié)約成本尤為重要。本文就《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002和《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002對擴展基礎縱向受力鋼筋最小配筋率作以討論。

 

    在現(xiàn)行的《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002中第9章的構造措施中第9.5.1節(jié)以強條的形式給出了鋼筋混凝土結構構件中受彎構件、偏心受拉、軸心受拉構件一側的受拉鋼筋面積的最小配筋率，給出同時不小于0.2和45f_t/ f_y的較大值的要求；同時緊隨其后規(guī)范9.5.2條又規(guī)定“對臥置于地基上的混凝土板，板中受拉鋼筋的最小配筋率可適當降低，但不應小于0.15%”。在相應的條文解釋中提到：“臥置于地基的混凝土厚板，其最小配筋率可適當降低，但不低于0.15%”。這樣對“厚板”的理解，設計人員就存在異議，一些人認為這個“厚板”指基礎筏板、抗水板和水池底板等，而對于擴展基礎不屬于厚板范圍，應該執(zhí)行9.5.1條不小于0.2和45f_t/ f_y的較大值的要求。這種觀點是以現(xiàn)行的《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002第8.4.11條為依據(jù)的。因為本條明確說明對于梁板式的筏基，最小配筋率不應小于0.15%的規(guī)定。但這也只能說明筏基可以按0.15%執(zhí)行，那么擴展基礎是否是厚板，是否可以按最小配筋率0.15%執(zhí)行，仍無可信服的說法。

 

    和《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002同時頒布的《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002第8.2節(jié)對擴展基礎的構造要求指出：“擴展基礎底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于10；間距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。當有墊層時鋼筋保護層厚度不小于40mm”。此條文僅對底板受力鋼筋的直徑和間距作了規(guī)定，并未對最小配筋率予以限制。在本規(guī)范總則1.0.4條規(guī)定：“基礎的計算尚應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010和《砌體結構設計規(guī)范》GB50003的規(guī)定”。針對本條，很多人又提出疑問：“僅指基礎的計算嗎？在滿足計算要求的前提下，構造措施是否也需執(zhí)行呢？”。

 

    針對以上各種對規(guī)范存在不一樣的理解，導致擴展基礎此部分基礎的設計各不統(tǒng)一，也有些人認為在對規(guī)范的理解存在異議時，應該執(zhí)行“只大不小”的做法是最為妥善的。對于規(guī)范中沒有特別明確的地方，我認為一定要究其本質，從規(guī)范條文的出發(fā)點和目的予以把握，在目前經濟發(fā)展水平下，不需要鋼筋的地方配多了就是浪費。

 

    我們知道，我國規(guī)范是在參考和借鑒了很多國家的規(guī)范的基礎上編制的。在國際上，原蘇聯(lián)《工業(yè)建筑地基基礎設計規(guī)程》規(guī)定了獨立基礎底板受力鋼筋的最小直徑不小于10mm；美國的ACI318對獨立基礎最小配筋率并未按照其規(guī)定的受彎構件的最小配筋率1.38/f_yk（大約為0.33%~0.5%）來執(zhí)行，而是選用等厚度板的溫度和收縮的最小配筋率0.2%（f_yk介于275和345MPa之間）或0.15%（f_yk=401MPa）執(zhí)行。規(guī)范解釋為：盡管這個獨立基礎底板的的最小配筋率幾乎相當于受彎鋼筋的一半，但仍然大于混凝土出現(xiàn)裂縫時彎矩的1.1~1.5倍，足以避免混凝土剛出現(xiàn)裂縫而導致的鋼筋屈服。同時，我國《混凝土結構設計規(guī)范》9.5.1條條文解釋也說明：“控制受拉（受彎也為受拉的一種形式）鋼筋的最小配筋率的目的是達到受拉區(qū)混凝土開裂后受拉鋼筋不致立即屈服”。而對于擴展基礎即使在小的配筋率下，滿足受彎承載力要求時，9.5.1條的問題是基本不存在的。從這點上說，擴展基礎最小配筋率沒有必要按照0.2和45f_t/ f_y的較大值考慮。

    另外，規(guī)范主編單位編寫的《建筑地基基礎設計規(guī)范理解理解與應用》中也提到，由于擴展基礎的底板的厚度一般都由沖切和剪切承載力控制，并非按受彎承載力決定，底板相對比較厚，同時按照抗沖切的承載力確定底板厚度，又按照傳統(tǒng)意義上受彎構件的最小配筋率要求最小配筋率（對于擴展基礎一般都是構造配筋），將導致基礎含鋼量的不必要增加。在參考《高層建筑箱形基礎設計與施工規(guī)程》、《高層建筑箱形與筏型基礎技術規(guī)范》中對基礎底板配筋率不小于0.15%的要求。認為底板的有效高度260mm（即300mm-40保護層厚度），并按0.15%最小配筋率的要求，在充分考慮別國規(guī)范的基礎上，得出擴展底板受力鋼筋的最小直徑不小于10mm，間距不大于200的要求。計算配筋率其實為。

 

    通過以上對規(guī)范的理解和討論，筆者認為無需在擴展基礎是不是厚板或者是否應該考慮《混凝土結構設計規(guī)范》的構造要求還是計算要求爭論不休，從規(guī)范條文的目的和出發(fā)點來說，對于由受剪切和受沖切確定板厚的擴展基礎，在滿足受彎承載力要求下，其構造要求的最小配筋率應按照0.15%執(zhí)行。

 

[1] 中華人民共和國建設部  《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB5007-2001 [S]  北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2] 中華人民共和國建設部  《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002 [S]  北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[3] 建筑地基基礎設計規(guī)范編委會 《建筑地基基礎設計規(guī)范理解理解與應用》 [M]  北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[4] 中華人民共和國建設部  《高層建筑箱形基礎設計與施工規(guī)程》JGJ6-80 [S]  北京：中國建筑工業(yè)出版社，1981.

[5] 中國建筑科學研究院  《高層建筑箱形與筏型基礎技術規(guī)范》JGJ6-99[S]  北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999