什麼是基礎樑

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水利、土建工程中連接上部結構與地基的樑式構件。一般又稱彈性地基樑。在水閘、船閘、船塢等結構的底板計算中,通常用圖1所示方法截取樑條,以基礎樑的計算來代替基礎底板的計算。圖2爲基礎樑的計算簡圖。基礎樑除受樑上荷載作用外,有時還要考慮變溫影響、邊荷載作用等。對於半無限大、有限深地基上的常截面樑,在各種外荷載以及邊荷載作用下,樑的內力、位移均已製成表格,以便工程設計中查用。

地基模型

基礎樑計算的關鍵,在於選擇合理的地基模型求解地基反力。主要的地基模型如下。

(1)文克勒模型:又稱彈簧墊層模型。它假設地基單位面積上所受的壓力與地基沉陷成正比。

(2)半無限大彈性體模型:它假設地基是半無限大的理想彈性體。

(3)中厚度地基模型:它假設地基爲有限深的彈性層。

(4)成層地基模型:它假設地基爲分層的平面或空間彈性體。除①外,其餘的模型,又稱爲連續介質地基模型。此外,有時還採用雙墊層彈簧模型、各向異性地基模型等。在一些小型工程設計或初步設計中,有時直接採用地基反力直線分佈假設,使反力的求解成爲靜定問題,計算大爲簡化。

什麼是基礎樑
什麼是基礎樑 第2張

基本方程

可分爲兩類。

(1)文克勒地基上的樑的基本方程爲:

什麼是基礎樑 第3張

式中ш爲樑的撓度;q爲作用於樑上的外荷載;EI爲樑的彎曲剛度,E爲樑的彈性模數,Ibh3/12爲樑的截面慣性矩,bh分別爲樑的寬度和高度;k爲墊層係數。

(2)連續介質地基上的樑的基本方程爲:

什麼是基礎樑 第4張
什麼是基礎樑 第5張
什麼是基礎樑 第6張

式中p爲地基反力;η爲地基沉陷係數;η

什麼是基礎樑 第7張
爲地基表面P點受單位垂直集中力作用時k點的沉陷函數;l爲樑半長;ξ爲積分變量。

樑的邊界條件一般考慮爲自由邊界條件。在上述方程及邊界條件已知的情況下,通過求解以確定地基反力,進而求出樑的內力等。

求解方法

主要有初參數法、冪級數法、鏈杆法、差分法以及有限元法等。

參考書目

潘家錚編著:《彈性地基上的樑和框架》,上海科學技術出版社,上海,1960。

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