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基础工程学:简化内力分析计算法

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3-4公式(3-5)中各符号示意图当箱基上部框架结构层数不多,刚度不太大时,可不考虑上部结构刚度的影响,只考虑基底反力及上部结构荷载对箱基的作用,这样可使内力分析工作简化,是一种实用的简化计算方法。此时应考虑上部结构荷载及箱基自重。

基础工程学:简化内力分析计算法

图3-4 公式(3-5)中各符号示意图

当箱基上部框架结构层数不多,刚度不太大时,可不考虑上部结构刚度的影响,只考虑基底反力及上部结构荷载对箱基的作用,这样可使内力分析工作简化,是一种实用的简化计算方法。

按此假设,可将箱基视为弹性地基上的巨大刚性整体基础,该基础由足够的纵横隔墙将顶底板连成整体,其整体弯曲可按如同一空盒式的梁来计算顶底板的内力,局部弯曲可按前面介绍的方法计算内力。

具体计算步骤如下:

(1)首先验算地基强度。此时应考虑上部结构荷载及箱基自重。

(2)将底板均匀划分成正方形或矩形区格,整个基底的反力呈鞍形分布,各区格的平均反力值由地基反力系数求得。

(3)以求得的地基反力作为底板荷载,可将箱基墙板作为底板的支点,按连续板求算底板内力。若板的支座两边弯矩不相等,应以偏于安全的弯矩值作为配筋依据。

(4)在地基反力及外荷载作用下,如同一空盒式梁的箱基将产生双向弯曲应力。为了避免对板作复杂的双向受弯计算,分析顶、底板整体弯曲时,简化为在x、y两方向分别进行单向受弯计算,即先将基础视为沿长度方向的梁,用静定分析法算出任一截面上的总弯矩Mx和总剪力Qx,且假定Mx、Qx在截面横向为均布。再将基础视为沿宽度方向的梁,算出My、Qy。弯矩Mx、My会在两个方向使顶、底板分别处于轴向受压和轴向受拉状态,而剪力Qx、Qy则分别由箱基的横向和纵向墙承担,以上箱基的整体受弯计算如图3-5所示。

图3-5 箱基整体弯曲(www.xing528.com)

注意,上述计算是将荷载及地基反力在纵横方向重复使用,算得的整体弯曲应力必然被夸大,况且也没考虑与箱基不可截然分离的上部结构的分担作用(实际上上部结构与箱基的共同工作状态不应该完全忽略),为了减少因设计造成的浪费,依上部结构相对刚度的大小,可将以上方法算得的整体弯曲弯矩按式(3-4)进行折减。

(5)根据整体弯曲的弯矩Mx、My,按下式即可算出顶板和底板的轴向压力C和轴向拉力T:

式中:Tx、Ty——x、y轴向底板每米的拉力(kN/m);

Cx、Cy——x、y轴向顶板每米的压力(kN/m);

Mx、My——整体弯曲时x、y方向的弯矩(kN·m);

B、L——底板宽度及长度(m);

H——箱基的计算高度,即顶板与底板的中距(m)。

(6)因顶、底板架空支承在箱基内外墙上,且直接承受着分布荷载,所以顶、底板又作为受弯构件产生局部弯曲应力,因此,顶、底板应按前述的局部受弯方法进行计算,且底板计算所得的局部弯曲产生的弯矩应乘以0.8的系数。

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