PKPM结构优化设计探讨—独立基础.pdf
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2021-12-25
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PKPM
结构优化设计探讨 ——独立基础
独立基础是工业民用建筑中最常见的基础形式之一，不仅具有很好的经济性，并且由于其受力明确、
传力直接的特点，优化设计易被各方接受。影响独基设计经济性的因素，包括荷载控制、承载力取值、
内力计算和构造几方面。下面以 JCCAD 软件为背景，截取相关窗口加引注进行论述。其中荷载控制主要
指正确填写活载 “按楼层折减系数 ”、“准永久值系数 ”、“组合值系数 ”。此处不再赘述。
1. 地基承载力及其修正：
1.1. 理解基础埋深与造价的辩证关系：基底的合理深度与土质有关，这是一个常识。但是具体到独
基尽量做深还是尽量做浅，其实是有规律可循的。根据规范，不同土质地基承载力修正系数 η
d的大小
差别很大，对于淤泥、淤泥质土、 e 或 I
L
≥0.85 的粘性土、未严格压实的人工填土， η
d
=1.0，这意味着
随埋深的增加，承载力的增加以等值的覆土重量为代价，考虑横向力引起的基础弯矩的增大，实际上独
基的实体工程量必定加大。相反，对于压实的级配砂石、粘粒含量小于 10%的粉土、粉砂以上等土质，
η
d
≥2.0，增加少量埋深可以显著提升承载力数值，从而降低实体造价。因此可以笼统地说：土质好宜
深埋，土质不好宜浅埋，或者说深埋的基础只有置于好土之上才有价值。
1.2. 考虑 “折算基础埋深 ”问题：埋深对承载力影响的本质，是地基土的约束作用，以基底与土面
高差来确定的 “d”只是其中一部分，可以叫做 “几何埋深 ”，另一方面，基底以上的超载（包括结构自
重、活载）同样提供对地基土的约束。如超载为 σ，则 d’=σ/ γm,此处的 d’可以称之为 “物理埋深 ”，
规范 5.2.4 条对应的 d 值应该是完整的折算埋深，是几何埋深与物理埋深之和。公式可以表述为 fa=fak+
η
b
γ(b-3)+ η
d
γm (d+d ’-0.5)。应当注意， d+d’不应大于基础的开挖深度。
1.3. 考虑地下水位时的不利组合：图中 “注 1”的选择，主要参考因素是地下水丰水、枯水两种工况的比
较。当 ηd
大于 1 时，则应选择丰水工况来设计，即填入高水位对应的 γ
m
，以及相应的 “单位面积覆
土重 ”（图中注 2）。
1.4. 分区考虑 fa 和折算埋深：如上所述，对于具体独基而言，地基承载力不仅与基底的土质有关，
也与该基础的折算埋深有关，因此，坐落于同样地层上的各独基，如果埋深不同，承载力也将各异。对
于基底有高差的项目， JC 中应分区输入相应的 “d”和“γ
，
H”。
2.内力计算与 JC 参数输入：
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