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在建筑工程中幾個基礎梁計算問題

09-03 12:22:17  瀏覽次數:291次  欄目:建筑工程技術
標簽:工程技術,建筑設計, 在建筑工程中幾個基礎梁計算問題,http://www.nvlbio.live

  1 現有觀點在基礎梁的現有計算方法中,較有代表性的是以下兩種:

  (1)對墻下基礎梁,現有觀點認為,可視承臺梁以上墻體為半無限平面彈性地基,基礎梁與墻體(半無限彈性體)共同變形,視基礎梁為樁頂荷載作用下的倒置彈性地基梁,按彈性理論求解基礎梁的反力,經簡化后作為作用在基礎梁上的荷載,然后按普通連續梁計算內力。

  (2)對柱下條形基礎梁,現有觀點認為,可視為彈性地基梁計算,即將樁頂反力作為集中力作用在梁上,柱為梁的支座,按普通連續梁分析其內力,樁頂反力按彈性地基架計算確定。

  對于以上兩種不同情況的基礎梁,現有觀點在計算過程中,均曾視其為彈性地基梁,所不同者,墻下基礎梁視為倒置彈性地基梁,而柱下基礎梁則視為彈性地基梁。但應指出的是,現有觀點的以上處理方法,是與彈性地基梁的定義不符合的。

  2 筆者觀點

  2.1 墻下基礎梁

  現有觀點視基礎梁上墻體為半無限彈性地基,基礎梁為樁頂荷載作用下的倒置彈性地基梁。此處,問題的癥結在于,能否視墻下基礎梁為倒置彈性地基梁?筆者認為墻下基礎梁不能視為倒置彈性地基梁;其原因如下所述。

 。1)基礎梁以上墻體,高度一般在18m(例如8度區)左右,寬度在12m左右,抗彎剛度極大,加之該墻體還承受著相當數量的樓面荷載及墻體自重,故該墻體在樁頂荷載作用下,并不會產生變形,亦談不到彈性,不符合半無限彈性地基假定條件中關于彈性的假定條件。

 。2)基礎梁以上墻體,因每層均有圈梁,故各層墻體間,被圈梁分隔成獨立部分,已不存在連續性,整片墻實為砌體與混凝土梁的組合構件,但磚砌體與混凝土梁的彈性模量相差甚大(約10倍),故在受力中,二者是不協同的。因此,墻下基礎梁不符合半無限彈性地基關于連續的假定。

 。3)基礎梁以上墻體,系由磚砌體與混凝土梁兩種構件組成,且磚砌體系彈塑性材料,其彈性模量從一開始,應力與應變就不成比例。而在地震發生時,即使在小震作用下,根據震害調查,8度區框架,填充墻亦將產生較多裂縫,而中震和大震下,則裂縫更為普遍,即使是框架梁、柱,亦將產生裂縫。此外,磚砌體與框架梁亦不屬各向同性構件,故墻體是不符合半無限彈性地基的假定條件的。

  由上述可知,基礎梁上墻體,并不符合半無限彈性地基的勻質、連續、彈性假定條件,故墻下基礎梁不應視為倒置彈性地基梁進行有關計算。

  2.2 柱下基礎梁

  現有觀點認為,柱下基礎梁可視為彈性地基梁計算,與該觀點相應的計算原則有兩種:其一是將樁頂反力作為集中力作用在梁上,柱作為梁的支座,樁頂反力按彈性地基梁計算確定,然后按普通連續梁分析內力;其二是視基礎梁為彈性地基梁進行分析計算。

  按照前者,基礎梁受樁頂集中力作用,柱為梁的支座。須知此時,由于樁頂集中力與樁底軸向力平衡,則樁頂集中力并不在基礎梁內產生內力,僅底層填充墻在基礎梁內產生較小內力。此外填充于框架梁和框架柱之間的填充墻,系彼此隔離的小面積獨立墻片,同時填充墻目前多采用大孔洞免燒磚,故基礎梁以上之填充墻是不符合半無限彈性地基條件的,且因基礎梁底部只與回填土接觸,并不與地基土接觸,只有樁頭才與地基土接觸。雖然地基土(例如卵石層)在端阻力作用下將產生一些變形,樁身亦會產生彈性壓縮變形,但柱下基礎梁并不符合倒置彈性地基梁定義。

  而對于后者,由于同樣的原因,柱下基礎梁亦不能視為正置彈性地基梁。

  綜上所述可知,問題的要害是應區分彈性地基梁與普通基礎梁的界限,因為這是兩種不同的概念。

  彈性地基梁與普通基礎梁在兩個主要方面存在不同:

  (1) 普通基礎梁的超靜定次數是有限的,彈性地基梁的超靜定次數是無限的;

  (2) 普通基礎梁可略去地基的變形,彈性地基梁由于梁與地基共同變形,故必須考慮地基變形,方能滿足變形連續條件[2]。

  3 結論

  (1) 對于墻下基礎梁,梁上墻體不應視為半無限彈性地基,基礎梁不應視為樁頂荷載作用下的倒置彈性地基梁。

  (2) 對于柱下基礎梁,不應視為彈性地基梁。

  (3) 墻下基礎梁及柱下基礎梁,均應按普通連續梁計算。

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