PKPM地基基础设计中荷载取值的注意事项

1 引言 　　

在地基基础设计中，上部结构荷载是我们设计基础的关键，只有上部结构传至基础的荷载正确，我们的基础设计才能安全可靠，《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）有关荷载效应组合有明确的规定。目前许多设计人员在地基基础时，都习惯于手工计算。对于繁多的荷载效应组合如何找出最不利的组合，是基础手工计算的难点，也是基础设计安全正确的前提。在实际工程中，有许多设计人员习惯选定一种组合来进行基础设计，如PKPM系列中的SATWE计算结果D+L（以活荷载起控制作用的荷载组合即1.20恒+1.40活），对于以此为基础设计的荷载效应作为基础设计的成果，必须对其它荷载效应组合加以认真复核，否则有可能危及基础安全，本文现结合规范条文及工程实例，就此问题与大家共同探讨。 　　

2 规范要求 　　

A 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第3.0.4条地基基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定： 　　 　　
1 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。 　　
2 计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。 　　
3 计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0. 　　
4 在确定基础或桩台高度、支挡结构界面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。 　　
当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合。 　　
B 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第4.2.1 下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算： 　　
（1）本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。 　　
（2）地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑： 　　
①一般的单层厂房和单层的空旷房屋； 　　
②砌体房屋 　　
③不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋； 　　
④基础荷载与③项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。 　　
注：软弱粘性土层指7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80、100和200kpa的土层。 　　
4.2.2 天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应标准组合，且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。 　　
4.2.3 地基抗震承载力应按下式计算（略）： 　　
上述相关规范条文已很明确的规定相应荷载的组合要求，单一的某一种组合（如SATWE中的D+L）很难满足规范要求。PKPM系列的SATWE用户手册及技术条件对D+L代表的工况有明确的定义即活荷载起控制作用下荷载效应组合。很明显，这种工况作用并不一定是荷载效应的最不利组合，有时与最不利组合相差甚远，有的误差近40%，这与地基规范条文的要求严重不符，如果仅用此种组合会给房屋的安全带来隐患。 　　
现以几个工程的实例加以比较分析和说明（计算结果均为PKPM系列SATWE柱底最不利组合文本结果）。 　　

3 工程实例 　　 　　 　　

在不计地震作用的情况下(1)为最不利组合，（1）组合为：(1.35恒+0.98活）；在计地震作用的情况下（29）为最不利组合，（29）组合为： (1.2恒+0.6活+1.3地)，（29）/（1）=2074/1545=1.34。 　　
通过以上3个项目的分析对比，D+L均不起控制作用，特别是在风荷载起控制作用时， 都相差很远，在高烈度地震区，当需要计入地震作用时D+L与地震组合作用效应相差很大，即使考虑地基抗震承载力调整系数ζa，按D+L设计的基础不一定安全（1≤ζa≤1.5），应按地震作用最不利效应作认真的复核。 　　
为了得到准确的设计依据，建议在JCCAD选择荷载，方法如下：进入JCCAD读取荷载，当不计地震作用时，应在读取荷载X Y地震点为空白（无“√”），程序在默认情况下计入 地震组合。 　　

4 小结 　　

地基基础计算中，保证地基基础的安全可靠，找出最不利荷载的组合是设计的关键，在最不利荷载组合中，有可能是风荷载起控制作用；有可能是活荷载起控制作用；有可能是恒载起控制作用 ；有可能是地震荷载起控制作用，因此切不可以某一种组合作为我们设计的依据。 　　 本文不足之处，还望广大设计人员批评指正。 　　

参 考 文 献 　　
1《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）.北京.中国建筑工业出版社.2002 　　
2《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）.北京.中国建筑工业出版社.2010