简介

基础梁的受力比较复杂, 准确计算也十分复杂, 它和基础底板共同工作, 对它的计算结果的影响因素很多, 要考虑基础与地基共同工作, 要考虑基础与上部结构共同工作, 而且这些共同工作的状况都很难以准确的数据表达出来。我们已有些计算理论, 但分析计算较复杂。实践中, 在符合一些假定的情况下, 常采用一些简化计算方法, 如倒梁法和静定分析法。下面, 我们来分析这两种方法的适用情况, 并以算例比较这两种计算方法。

倒梁法和静定分析法的适用条件及算法要点

倒梁法和静定分析法都假定地基反力为直线分布。要符合这个条件, 就要求基础梁应具有足够的刚度。当地基较为软弱, 在江苏平原地区地基均较为软弱, 我们需将基础梁设计成具有足够刚度, 才能满足这个条件。通常采用构造要求, 即梁高h ≥L/ 6。

倒梁法是以柱子为支座, 将地基反力作用在基础梁上,当作多跨连续梁来分析, 可采用弯矩分配法来计算, 但计算出的支座反力往往与柱压力不符, 计算时一般将该差值均匀分布在相应的支座两侧各三分之一跨内。再进行一次或几次连续梁的分析, 直到误差较小为止。一般只需1 ～ 2 次调整即可。

静力计算法是在柱荷载作用下, 求地基反力, 然后直接将基础梁按在柱力作用和地基净反力作用下, 求出各截面的内力。相对来说, 计算比倒梁法要简单。

倒梁法和静定分析法计算的差别

分析一下这两种计算方法的本质。静定分析法计算实质是将基础梁看成是一个刚度很大独立的单梁, 忽略了上部结构和下部地基与它的共同工作, 忽略了上部柱子之间的连系。倒梁法是在考虑了基础梁具有足够刚度的前提下, 把柱子和上部结构的刚度视为无穷大, 相对静定分析法来说, 夸大了柱子对基础梁的约束力;而静定分析法则忽略了柱子和上部结构对基础梁的约束力。而实际工程中, 上部结构多处于这两者之间。所以, 在计算中, 如果认为上部刚度较大时,宜采用倒梁法;上部刚度较小时, 宜采用静定分析法;中等刚度时, 可采用这两种方法进行分析调整。必要时, 我们还可将两种结果作内力包络图, 当然, 安全性就更高了。

静定分析法

静定分析法计算方法较简单, 只需用截面法求支座和跨中截面的内力。我们将倒梁法和静定分析法所求得的结果进行比较, 从结果看, 两种方法算得的结果有较大的误差, 这本身就取决于地基梁的实际状态更符合哪种计算方法, 对于弯矩内力, 静定分析法计算出的上部弯矩较小, 下部弯矩较大。

总结

从以上分析及实例计算看, 倒梁法和静定分析法计算结果有较大的差别, 但这两种方法是工程设计中常用的方法。为了得到更合理的计算结果, 我们在计算中不应拘泥于单纯的哪一种计算方法, 应根据情况进行分析:如果上部结构刚度较大, 可按倒梁法为主, 适当地向静定分析法计算结果调整;如果上部结构刚度较弱, 可按静定分析法计算结果为主,适当向倒梁法计算结果调整;如果上部结构受力较复杂, 可以按两种计算法画出内力包络图, 即按两种计算结果的最不利情况设计。