理论广角。
吴绍荣。中油辽河工程****结构所。
辽宁。盘锦 １２
摘要］对于轻钢结构而言，最大优点就是重量轻，其基础与传统的砼结构相比，最大差别就是在柱脚处存在较小的竖向力和较大的水平力，轻钢结构基础。
尺寸小，可以减少整个建筑物造价，另外对于地质条件较差地区，轻钢结构容易满足地基承载力方面的要求。
关键词］受力特点处理措施中图分类号文献标识码：ａ文章编号。
受力特点。不同的结构需要采用不同的柱脚形式，由于采用连接方式的不同，传至基础顶面内力是不同的，对于固接柱脚，除轴向力和水平力外还存在较大的弯矩，在风荷载起控制作用的情况下，还存在较大的上拔力。柱底水平力会使基础产生倾覆和滑移，基础受上拔力作用，在覆土较浅的情况下，会使基础向上拔起。
由于轻钢结构的这些受力特点，导致其基础设计与其它结构存在很大的不同，主要表现在以下几个方面：
１基础形式。
基础型式选择应根据地质ｉ青况和建筑物上部结构型式综合考虑，对于砼结构基础，常见的基础型式有独立基础、条形基础、片筏基础、箱形基础、桩基等等，而对于轻钢结构而言，由于柱网尺寸较大，上部结构传至柱脚的内力较小，一般以独立基础为主，若地质条件较差，可考虑采用条形基础，遇到暗浜。
等不良地质情况，可考虑采用桩基础，一般情况下不采用片筏基础和箱形基。
础。．２柱脚受力。
砼结构柱脚均为刚接，即同时存在轴向力、水平剪力和弯矩，故基础尺寸较大，轻钢结构常见的柱脚型式有刚接和铰接两种，其受力是不同的，对于铰接柱脚，只存在轴向力和水平力，对于刚接柱脚，除存在轴向力和水平力之外，还存在一定的弯矩，从而使刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。
３基础破坏形式。
要正确进行基础设计，首先要知道基础破坏形式，对其工作原理有所了解。对于砼结构，通常柱网尺寸较小，故柱底水平力相对较小，基础一般不会产生滑移现象，又由于上部结构自重很大，足以抵抗风荷载作用下产生的上拔力，故基础也不会产生上拔的可能，对于这种结构，基础主要发生冲切、剪切破坏：而轻钢结构则不同，基础除发生冲切、剪切破坏之外，由于存在较大的水平力，对于固接柱脚，由于的弯矩作用，从而导致基础产生倾覆和滑移破坏，另外，在风荷载较大的情况下，特别对于一些敞开或半敞开的结构，由于轻钢结构自重很轻，有可能不足于抵抗风荷载产生的上拔力，导致基础上拔破坏。
．４基础设计内容。
一。般浅基础设计包括：（１选择基础的材料、类型，进行基础平面布置，２）选择基础的埋置深度，（３确定地基承载力设计值，（４确定基础的底面尺寸，（５必要时进行地基变形与稳定性验算，（６进行基础结构设计（按基础布置进行内力分析、截面计算和满足构造要求）。
桩基础设计包括：（１选择桩的类型和几何尺寸，（２确定单桩竖向承载力设计值（特征值），（确定桩的数量、间距和布置方式，（４验算桩基的承载力和沉降，（５进行桩身结构设计和承台设计。
但无论采用哪种基础形式，除此之外，还都须进行柱底板设计和锚栓设。
计。５与上部结构连接。
对于砼结构的基础，通过预留插筋的方式连接上部结构，而对于轻钢结构基础，则通过预埋锚栓的方式进行连接。
６构造措施。
轻钢结构还有一些构造措施有别于其它结构的基础，比如基础顶面须设置二次浇灌层：埋入式柱脚应在钢柱埋入部分设置１６＠牛２００的栓钉：埋入式柱脚及外包式柱脚其砼保护层厚度均不应小于１８０并在埋入部分的顶部应设水平加劲肋或隔板，且当受拉肢杯口验算冲切强度不满足时，基础杯口部分应配纵向钢筋。
２处理措施。
由于轻钢结构的特殊性，使其基础设计也与一般结构不同，下面从几个方面加以讨论。２ 刚接和铰接柱脚。
刚接与铰接的区别在于是否能传递弯矩，在实际工程中，绝对刚接或绝对铰接都是不可能的，确切地说应该是一种半刚接半铰接状态，为计算方便，只能根据实际构造把柱脚看成刚接或铰接。刚接或铰接柱脚关键取决于锚栓布置，铰接柱脚一般采用两个锚栓，以保证其充分转动，但有时考虑锚栓质量问题，若一个锚栓质量不保证，会对整个结构受力产生较大影响，所以为安全起。
见，也可布置四个锚栓，但锚栓尽量接近，以保证柱脚转动。刚接柱脚一般采用四个或四个以上锚栓连接，采用六个锚栓。可以认为柱脚不能转动。
这几种柱脚均为锚板式柱脚，构造简单，是工程上常用的柱脚型式，另外还有一种柱脚型式，即靴梁式柱脚，这种柱脚可看成固接柱脚，由于柱脚有一定高度，使其刚度较好，能起到抵抗弯矩的作用，但这种柱脚制作麻烦，耗工耗材，逐渐被其它柱脚型式所代替。
还有工程上比较常用的固接柱脚，即包裹式柱脚，这种柱脚既节省钢材又构造简单，施工方便，而且安全可靠，在受力上保证柱脚基本不发生转动，与计算很吻合，是一种典型的固接柱脚。另外还有一种插入式刚接柱脚，将钢柱直接插入混凝：七内用二次浇灌层固定，这种柱脚近年来被成功使用，效果良好，并不影响安装调整。
２锚栓。锚栓是将上部结构荷载传给基础，使上部结构和下部结构之间起连接。
起。锚栓主要有两个基本作用：
１）作为安装时临时支撑，保证钢柱定位和安装稳定性。（２将柱脚底板内力传给基础。
锚栓采用ｑ２３或ｑ３４钢有４作，分为弯钩式和锚板式两种。对于铰接柱脚，锚栓直径由构造确定，一般不小于ｍ２０对于刚接柱脚，锚栓直径由计算确定，一般不小于ｍ３０规范规定柱脚锚栓埋置在基础中的深度，应使锚栓的内力通过其和混凝土之间的粘结力传递。通常，锚栓长度查钢结构设计手册确定，若锚栓埋入基础中长度不能满足要求，则考虑将其焊于受力钢筋上。
我国钢结构设计规范是不允许锚栓抗剪的，剪力是通过底板和基础顶面的摩擦力来传递的，若不满足要求则须设抗剪键。轻钢规程规定，采用靴梁的刚接柱脚以及考虑**作用组合时的外露式柱脚的锚栓不得用于传递柱脚底部的水平反力，此水平反力应由底板与混凝土基础顶面间的摩擦力承受，摩擦系数可取０．４当水平反力大于摩擦力时，应设置抗剪键。上述情况之外，外露式柱脚的锚栓可以传递柱脚底部的水平反力，但必须进行计算，并将垫板与底板焊牢。
但在实际工程中很少设抗剪键，也没有因此发生＝】二＝程事故，可见锚栓参与了抗剪。若锚栓抗剪，一方面锚栓须满足强度要求，另一方面与锚栓相邻的砼不发生局部承压破坏。有人认为锚栓应该拧紧，这样有利于传力，我认为这种说法不正确，对于目前常用的平板式柱脚，考虑锚栓传递剪力的情况，锚栓不应该拧得很紧，这样锚栓在垫板开孔中产生微小滑动，使其与垫板孔壁接触，而垫板又与底板焊牢，从而起到传递剪力的目的。
但对于固接柱脚，为保证弯矩传递须拧紧锚栓。
３特殊情况下轻钢结构基础。
１）格构式柱基础。
格构式柱的柱脚有整体式和分离式两种，整体式一般用于受力较小、两。
分肢间距较近时，但比较耗材，在大多数情况下采用分离式柱脚：分离式柱脚两肢完全分开，每个肢均为轴心受力。由于两种柱脚构造不同，造成基础设计也不同。
对于整体式柱脚，由于柱脚底板是整块的，且设置一定数量加劲肋，使柱脚形成一个整体刚度，因而作为基础的一个支点，这样基础仅需底部配置受。
力筋，而上部不需配筋：对于分离式柱脚，柱肢是分开的，但其基础很难分开，因而为基础提供了两个支点，此时在基础上部出现负弯矩，也即出现受拉的情况，在基础配筋时须注意，应同时配置上、下部钢筋。
当柱脚底板的面积较大时，为便于施工底板下的二次浇灌层，可在底板上开设直径为１ｏｏ的排气孔，间距。
２）改扩建时的基础处理在实际：［程中，经常碰到一些改建、扩建工程，比如在老建筑旁扩建轻钢房屋，但基础很难施工等。在进行这类工程的基础设计时，如果原有基础能够满足承载力要求，可考虑采用植锚栓等方式。
否则应使新基础埋深小于原基础埋深，躲开原有基础重新设计。应使两基础间净距大于它们底面高差的１～２倍。同时，施工期间应采取有效措施减少新建筑对旧建筑地基的影响。
科技博览｝２５
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