弹性基础梁

科技工作者之家 2020-11-17

弹性基础梁连接上部结构与弹性地基的渠。基础梁的作用是将上部结构比较集中的荷载较均匀地分布到地基上,以减小地基压力的集度,保证结构和地基的稳定和安全。

简介弹性基础梁连接上部结构与弹性地基的渠。基础梁的作用是将上部结构比较集中的荷载较均匀地分布到地基上,以减小地基压力的集度,保证结构和地基的稳定和安全。

基础梁的内力分析是一个重要而又复杂的问题。为了正确合理地分析地基与梁之间的相互作用,选择符合实际情况的地基模型和有效的计算方法是十分重要的。

地基模型关于地基模型,已提出了多种假设。主要有文克勒地基、半无限大弹生地基和中厚度地基等。
(1)文克勒地基。1867年捷克文克勒(EWinkler)假设地基单位面积,上所受的压力与地基沉降成正比。这个假定实际上是用刚牲底座上一系列互相独立的弹簧来模拟地基。按此假定,沉降只发生在地基的受压部分。实际上沉降也发生在受压范围以外。
(2)半无限大弹性地基。1922年,苏联普罗克托尔假定地基为半无限大理想弹性体,采用弹性力学中半无限大弹性体的位移公式来计算地基的沉降量。现场试验表明,土是颗粒的集合体,几乎不能承受拉应力,过分加载后将产生流动而进入塑性状态。因此,必须在土中设有拉应力产生、塑性状态只限于极小区域时,才能看作弹性连续体。
(3)中厚度地基。假设地基为有限深弹性层,弹性层与刚性下卧层之间光滑接触或完全黏合,采用弹性层的位移公式计算地基沉降。此假设由中国徐芝纶和苏联扎马林(H.K.3aMapuu)于20世纪60年代初分别提出。

求解方法有解析法和数值解法两类。

1.解析法。主要有初参数法、幂级数法、复变函数保角变换祛、积分变换法等。初参数法由苏联克雷格夫(A.H.Kpunoe)于1931年提出,是计算文克勒地基上梁的精确方法。幂级数祛由苏联戈尔布诺夫一被萨多夫(M.H.Top6yH0B-locanoB)于1939年提出,主要用于半无限大平面或空间地基上的梁,是一种近似解法。复变函数保角变换法是求解折线边界(考虑地基开挖)上梁的一种有效解祛。积分变换祛是计算无限长梁或半无限长梁的主要方法。以上各种方法主要用于常截面的梁。

2.数值解法。主要有连杆法、差分法、变分法、有限单元法等。连杆法由苏联热莫奇金(B M. XKeMoyKHH)于1947年提出。该法把基础梁与地基之间的连续接触变换为连杆联系,然后用结构力学中的力法、住移法或混合法进行计算,原理简单,易于掌握,应用广泛,可适用于各种地基、变截面梁等。差分法可取地基反力和挠度作为未知数,也可仅以挠度作未知数,也是一种常用的方法1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学

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