散装平房仓水平荷载对基础设计的影响分析

彭立纯　帅　源

（1.国粮武汉科学研究设计院有限公司，湖北武汉　430079；2.中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，湖北武汉　430071）



散装平房仓水平荷载对基础设计的影响分析

彭立纯1帅源2

（1.国粮武汉科学研究设计院有限公司，湖北武汉430079；2.中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，湖北武汉430071）

摘要：结合几个散装平房仓的工程实例，介绍了基础设计对水平荷载的考虑方法，计算分析了水平荷载对独立基础以及桩基础设计的影响，结果表明，水平荷载对散装平房仓基础设计影响较大，往往成为基础设计的控制因素。

关键词：散装平房仓，水平荷载，基底面积，桩基

0　引言

粮仓工程设计过程中，散装平房仓工艺较为简单，造价相对较低，应用最为广泛［1］。与其他工业建筑相比，粮仓结构设计时粮食堆载引起的水平荷载对结构设计的影响不可忽视，粮食水平荷载除对仓体结构产生作用效应外，该水平荷载传至基础底，将使粮仓基础承受较大的弯矩和水平力，往往成为基础设计的控制性因素。

传统的基础设计，对于基础在轴力、弯矩作用下的竖向承载力计算关注较多，而对于基础在水平力作用下的水平向承载力计算较少考虑，导致一些结构工程师在散装平房仓基础设计过程中对于水平力的影响缺少重视，文章结合几个工程实例分析水平荷载对于独立基础和桩基础设计的影响，计算结果可为同类型基础设计提供参考。

1　基础设计对于水平荷载的考虑方法

1.1独立基础水平荷载考虑方法

GB 50320—2014粮食平房仓设计规范［2］指出，对于承受较大水平荷载的散装平房仓，基础设计时应按式（1）进行基础抗滑移稳定性验算。即对于独立基础，在基础抗滑移稳定计算中，考虑水平力的影响。

其中，H为相应于作用的基本组合时，上部结构传至基础底面的水平力；N为相应于作用的基本组合时，上部结构传至基础底面的竖向力；Gk为基础自重和其上的土重；μ为基础底面对地基的摩擦系数。

1.2桩基础水平荷载考虑方法

JGJ 94—2008建筑桩基技术规范［3］规定，承受水平荷载的桩基础，应按式（2）验算其在水平荷载作用下的水平承载能力。即对于桩基础，当承受水平力时，在桩基水平承载能力验算过程中，考虑水平力的影响。

其中，Hik为在荷载效应标准组合下，作用于基桩i桩顶处的水平力；Rh为单桩基础或群桩中基桩的水平承载力特征值，对于单桩基础，可取单桩的水平承载力特征值Rha。

根据《建筑桩基技术规范》相关规定，当桩的水平承载力由水平位移控制，可按下式估算预制桩、桩身配筋率不小于0. 65%的灌注桩的单桩水平承载力特征值：

其中，χoa为桩顶允许水平位移；vx为桩顶水平位移系数；α为桩基水平变形系数；EI为桩身抗弯刚度。

单桩水平承载力特征值乘以群桩效应系数即为基桩的水平承载力特征值。

2　水平荷载对基础设计的影响分析

2.1水平荷载对独立基础设计的影响

选取云南、湖北沙洋、湖北文昌阁等地三座粮仓实际工程，分别按独立基础地基承载力要求和抗滑移要求计算基底面积，以此反映水平荷载对于独立基础设计的影响。

表1　独立基础基底面积计算表

由表1可知：1）就文章所分析情况而言，基底面积按抗滑移计算结果大于根据地基承载力要求计算结果，因此，粮仓基础设计过程中若忽视基础的抗滑移稳定性验算，对基础结构的安全性存在一定的隐患。2）从表1也可看出，随着基础埋深的增加，根据地基承载力要求计算所得基底面积与按抗滑移计算所得基底面积的差值逐渐缩小，说明随着独立基础埋置深度的增加，水平荷载对结构设计的影响逐步减弱，这一点与设计常识相符。

2.2水平荷载对桩基础设计的影响

以江西、湖北仙桃等地实际工程为例，针对具体群桩基础分别按桩的竖向承载力要求和水平承载力要求计算桩基根数，以此反映水平荷载对于桩基础设计的影响。

表2　桩基础基桩根数计算表

由表2可知，就所分析的情况而言，散装平房仓群桩基础的基桩根数最终由桩的水平承载力计算结果控制，以往对于桩基重点关注竖向承载力的设计方法，在散装平房仓设计中并不适用。散装平房仓桩基础的设计，需要综合考虑竖向承载力计算结果和水平承载力计算结果，大多数情况下，由水平承载力计算结果控制设计。

3　结语

1）散装平房仓若采用独立基础，基底面积的确定需要综合考虑地基承载力和抗滑移稳定验算的结果，若基础设计忽视抗滑移稳定性验算，基础结构将存在一定的安全隐患，基础抗滑移稳定验算非常必要。2）散装平房仓多采用桩基础，桩基础设计应综合考虑桩基竖向承载力和水平承载力，鉴于散装平房仓所受水平荷载较大，其桩基础设计大多数情况下，由水平承载力计算结果控制。3）散装平房仓基础设计过程中，应重视水平荷载对基础受力状态的影响，文章结合工程实例，经计算表明，散装平房仓基础设计受水平荷载的影响较大，计算结果可为同类型基础设计提供参考。

参考文献：

［1］国家粮食局.国帑兴仓固本宁邦——国家储备粮库建设纪实：技术篇［M］.北京：中国财政经济出版社，2004.

［2］GB 50320—2014，粮食平房仓设计规范［S］.

［3］JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范［S］.

On influential analysis of bulk storability and horizontal load on foundation design

Peng Lichun1Shuai Yuan2
（1. China Grain Wuhan Scientific Research and Design Institute Co.，Ltd，Wuhan 430079，China；2. Central Southern China Electric Power Design Institute of China Power Engineering Consulting Group，Wuhan 430071，China）

Abstract：The paper introduces the consideration methods for the foundation design for the horizontal load，indicates the calculation and analysis the influence of the horizontal load on the foundation design and piles by combining with bulk storability，and proves by the result that the horizontal load has larger influence on the foundation design for the bulk storability，becomes the control factor of foundation design.

Key words：bulk storability，horizontal load，foundation area，pile foundation

中图分类号：TU470

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）09-0096-02

收稿日期：2016-01-18

作者简介：彭立纯（1983-），女，工程师；帅源（1985-），男，工程师