柱下钢筋混凝土独立基础最小配筋率讨论

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柱下钢筋混凝土独立基础最小配筋率讨论 

张权、刘民易、梁文林《建筑结构》

柱下钢筋混凝土独立基础的底部应该配置双向受力钢筋，但该受力钢筋要不要执行最小配筋率的要求？是设计师感到困惑的地方。 

        1 规范的相关规定 《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）(简称《基础规范》)8.2.7-2 条规定：对矩形截面柱的矩形基础，应验算柱与基础交界处以及基础变阶处的受冲切承载力。柱下独立基础底板的厚度都由受冲切或受剪切承载能力控制，因此基础底板一般相对较厚。如果将锥形及多阶独立基础作为受弯构件，简单套用《混凝土结构设计规范》(GB50010－2002) 9.5.1 条"最小配筋率取 0.2％和（45ft/fy）％中的较大值"的规定，则得到的配筋面积一般很大，有时工程中难以接受。如果完全套用《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》（JGJ6－99）5.3.10 条对筏基底板钢筋配筋率不小于 0.15％的规定，得到的配筋有时也不可接受。 

        实际上，对于独立基础的最小配筋率，《基础规范》虽然没有明确要求，但在其 8.2.2-3 规定：扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于 10mm；间距不宜大于 200mm，也不宜小于 100mm。关于此条规定，文【 1】解释如下：由于扩展基础底板的厚度一般是由受冲切或受剪切承载能力控制，并非按受弯承载能力确定，因此底板相对较厚，如果套用受弯构件的受拉钢筋最小配筋率将导致底板用钢量不必要的增加。借鉴《高层建筑箱形基础设计与施工规程》（JGJ6—80）、《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》（JGJ6－99）中有关箱、筏基础底板钢筋配筋率不小于 0.15％的要求，并按底板有效高度为 260mm 进行推算，受拉钢筋直径为 10mm，钢筋间距为 200mm。因此，《地基规范》8.2.2-3 条规定相当于对柱下钢筋混凝土独立基础给出一个比较合理的最小配筋率要求。

        另外，一些地方的规定也不尽相同。比如北京市《建筑结构专业技术措施》3.5.12 条规定：如单独柱基的配筋不小于φ10mm@200mm（双向）时，可不考虑最小含筋量的要求。而《建筑地基基础设计规范》（广东省标准）9.2.7-5 条规定：基础底板每个方向受力钢筋的最小配筋率不应小于 0.15％。

        2 程序处理 基于以上原因，JCCAD 软件在进行独立柱基计算时，将该参数放开，有地方规定的可以采用地方规定，无地方规定的由设计人员自己根据具体情况和工程经验确定，尽量做到经济合理。 

        在【柱下独基】菜单下点取【自动生成】后，"弹出柱下独立基础参数"菜单中有"独立基础底板最小配筋率"项（图 1），用户可以根据需要自己输入，如果采用缺省值 0 时，程序将最小配筋率控制在 0.15%。注意，程序在计算钢筋量时是按照独立基础全截面面积计算的。 

        3 进一步讨论 素混凝土独立柱基属于无筋扩展基础，其基础底面积根据上部结构传来的荷载、基础埋置深度及修正后的地基承载力特征值确定，再按照《基础规范》表8.1.2 给出的无筋扩展基础台阶宽高比的允许值，按照式 8.1.2 确定基础高度。在地基反力作用下，基础的弯曲拉应力和剪应力小于材料的抗拉强度设计值，因此一些设计人员为了提高安全度，在基础底板也配一些构造钢筋的做法是没有必要的。 

        另外，柱下钢筋混凝土独立基础不宜过厚，如果冲切高度过大，应该考虑提高混凝土标号，使基础截面在比较合理的范围内。这样即使控制基础底板最小配筋率，配筋面积也不至于大得不能接受。如果在截面合理的情况下配筋仍然不合理，就应该考虑该工程采用柱下钢筋混凝土独立基础是否合理。