[科普中國(guó)]-靜定分析法（淺基礎(chǔ)）

簡(jiǎn)介

基礎(chǔ)梁的受力比較復(fù)雜, 準(zhǔn)確計(jì)算也十分復(fù)雜, 它和基礎(chǔ)底板共同工作, 對(duì)它的計(jì)算結(jié)果的影響因素很多, 要考慮基礎(chǔ)與地基共同工作, 要考慮基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作, 而且這些共同工作的狀況都很難以準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)表達(dá)出來(lái)。我們已有些計(jì)算理論, 但分析計(jì)算較復(fù)雜。實(shí)踐中, 在符合一些假定的情況下, 常采用一些簡(jiǎn)化計(jì)算方法, 如倒梁法和靜定分析法。下面, 我們來(lái)分析這兩種方法的適用情況, 并以算例比較這兩種計(jì)算方法1。

倒梁法和靜定分析法的適用條件及算法要點(diǎn)倒梁法和靜定分析法都假定地基反力為直線分布。要符合這個(gè)條件, 就要求基礎(chǔ)梁應(yīng)具有足夠的剛度。當(dāng)?shù)鼗^為軟弱, 在江蘇平原地區(qū)地基均較為軟弱, 我們需將基礎(chǔ)梁設(shè)計(jì)成具有足夠剛度, 才能滿足這個(gè)條件。通常采用構(gòu)造要求, 即梁高h(yuǎn) ≥L/ 6。

倒梁法是以柱子為支座, 將地基反力作用在基礎(chǔ)梁上,當(dāng)作多跨連續(xù)梁來(lái)分析, 可采用彎矩分配法來(lái)計(jì)算, 但計(jì)算出的支座反力往往與柱壓力不符, 計(jì)算時(shí)一般將該差值均勻分布在相應(yīng)的支座兩側(cè)各三分之一跨內(nèi)。再進(jìn)行一次或幾次連續(xù)梁的分析, 直到誤差較小為止。一般只需1 ～ 2 次調(diào)整即可。

靜力計(jì)算法是在柱荷載作用下, 求地基反力, 然后直接將基礎(chǔ)梁按在柱力作用和地基凈反力作用下, 求出各截面的內(nèi)力。相對(duì)來(lái)說(shuō), 計(jì)算比倒梁法要簡(jiǎn)單2。

倒梁法和靜定分析法計(jì)算的差別分析一下這兩種計(jì)算方法的本質(zhì)。靜定分析法計(jì)算實(shí)質(zhì)是將基礎(chǔ)梁看成是一個(gè)剛度很大獨(dú)立的單梁, 忽略了上部結(jié)構(gòu)和下部地基與它的共同工作, 忽略了上部柱子之間的連系。倒梁法是在考慮了基礎(chǔ)梁具有足夠剛度的前提下, 把柱子和上部結(jié)構(gòu)的剛度視為無(wú)窮大, 相對(duì)靜定分析法來(lái)說(shuō), 夸大了柱子對(duì)基礎(chǔ)梁的約束力;而靜定分析法則忽略了柱子和上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)梁的約束力。而實(shí)際工程中, 上部結(jié)構(gòu)多處于這兩者之間。所以, 在計(jì)算中, 如果認(rèn)為上部剛度較大時(shí),宜采用倒梁法;上部剛度較小時(shí), 宜采用靜定分析法;中等剛度時(shí), 可采用這兩種方法進(jìn)行分析調(diào)整。必要時(shí), 我們還可將兩種結(jié)果作內(nèi)力包絡(luò)圖, 當(dāng)然, 安全性就更高了3。

靜定分析法靜定分析法計(jì)算方法較簡(jiǎn)單, 只需用截面法求支座和跨中截面的內(nèi)力。我們將倒梁法和靜定分析法所求得的結(jié)果進(jìn)行比較, 從結(jié)果看, 兩種方法算得的結(jié)果有較大的誤差, 這本身就取決于地基梁的實(shí)際狀態(tài)更符合哪種計(jì)算方法, 對(duì)于彎矩內(nèi)力, 靜定分析法計(jì)算出的上部彎矩較小, 下部彎矩較大3。

總結(jié)從以上分析及實(shí)例計(jì)算看, 倒梁法和靜定分析法計(jì)算結(jié)果有較大的差別, 但這兩種方法是工程設(shè)計(jì)中常用的方法。為了得到更合理的計(jì)算結(jié)果, 我們?cè)谟?jì)算中不應(yīng)拘泥于單純的哪一種計(jì)算方法, 應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行分析:如果上部結(jié)構(gòu)剛度較大, 可按倒梁法為主, 適當(dāng)?shù)叵蜢o定分析法計(jì)算結(jié)果調(diào)整;如果上部結(jié)構(gòu)剛度較弱, 可按靜定分析法計(jì)算結(jié)果為主,適當(dāng)向倒梁法計(jì)算結(jié)果調(diào)整;如果上部結(jié)構(gòu)受力較復(fù)雜, 可以按兩種計(jì)算法畫(huà)出內(nèi)力包絡(luò)圖, 即按兩種計(jì)算結(jié)果的最不利情況設(shè)計(jì)3。