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会计学基础梁计算方法:基础梁承受着整个建筑物的重量和外来荷载,所以它的安全度关系着整个建筑物能否正常用。因此建筑物的设计(shèjì)者对基础梁的研究十分重视,使基础梁的计算内力尽可能与实际受力相接近,从而合理设计(shèjì)、合理配筋。目前基础梁的实用工程分析法多采用两种方法:完全不考虑上部结构-基础-地基的共同作用或只考虑基础-地基的共同作用。第一种方法是结构力学的方法,计算结果满足静力平衡条件但不满足变形协调条件,偏于保守。第二种方法既满足静力平衡条件,又满足变形协调条件,计算结果可以反映地基与基础相对刚度对工作性状的影响,更接近于实际情况。地基模型的分类:基础梁的计算问题属接触问题,计算时的重要问题是如何确定地基反力与基础沉降之间的关系,即地基模型的选取(xuǎnqǔ)和模型参数的确定。1.反力直线分布是最古老的一种算法,假设地基梁与地基之间的压力按直线分布,其地基反力图形(túxíng)在对称荷载作用下是矩形的,在偏心荷载作用下是梯形的,视上部结构的刚度为无穷大,将基础与上部结构的连接点看做是不动的铰支点。这样,地基梁的问题就成为静定问题,计算大为简化。但该假设完全没有考虑地基梁与地基之间的相对弹性,在一般情况下,计算所得的结果,是不能令人满意的。通常只在初步估算或设计不太重要的基础梁的时候使用。其代表方法有“倒梁法”。2.文克尔地基模型1867年提出的winkler地基模型是一种最简单的线弹性地基模型。它假定地基土界面上任一点处的沉降(s)仅取决于作用于该点的压力(p),而与其他点上的压力无关。即p=ks,其中,k为基床系数,与土的性质有关。在文克尔模型中,地基和基础梁遵循变形协调条件,即梁的挠度和地基的变形是一致的,也就是说即使在出现负的地基反力的时候也不会发生分离,这一点在实用上是可行的,因为结构的重量(zhòngliàng)对地基施加了一个初始预压力。该假定还认为地基的变形只发生在基础范围内,基础以外的变形等于零(不考虑土的剪应力),使得计算结果与实际情况有所不符,但由于该模型简单、参数少,而且参数k的取值有较多的工程经验,所以目前在实际设计中被广泛采用。目前基于文克尔地基模型的计算方法有解析法、有限元法、有限差分法。研究(yánjiū)方法1.建立文克尔地基上梁的挠曲微分方程:选取梁的一个初始截面,该截面的4个物理量,即挠度w、转角θ、弯矩M、剪力V被称为(chēnɡwéi)初参数,利用地基梁的挠度方程和4个物理量之间的微分关系,将挠度方程中的4个参数用上述4个物理量来表示。平衡条件:梁挠度(náodù)微分方程:变形协调方程:由以上三式解得:令λ为梁的柔度特征值上式表示为:即为文克尔地基上同时满足静力平衡和变形(biànxíng)协调的梁的挠曲微分方程方程的通解为:2.文克尔地基上梁的解答文克尔针对理想的无限延长梁和集中荷载作用于梁端的半无限长梁。分别给出了集中力P和集中力偶Mo作用下基础梁的挠度、转角(zhuǎnjiǎo)、弯矩、剪力及基底反力的理论解析解:(1)集中力作用下的无限长梁(2)集中力偶作用下的无限长梁其中(qízhōng)Ax、Bx、Cx、Dx的数值可以查表确定3、有限(yǒuxiàn)长梁的判定实际工程中的梁是属于无限长梁还是有限(yǒuxiàn)长梁并非以梁的绝对尺寸划分,而是通过荷载在梁端引起的影响是否可以忽略来判断。定义为地基上的柔度系数λL>=π为长梁(柔性梁)π/4<λL<π为有限(yǒuxiàn)长梁(有限(yǒuxiàn)刚度梁)λL<=π/4为短梁(刚性梁)4、有限长梁的计算由于有限长梁确定积分常数比无限(wúxiàn)长梁复杂,这里采用简化方法,根据前面无限(wúxiàn)长梁的解,利用叠加原理求得满足有限长梁两自由端边界条件的解答。现有(xiànyǒu)方法的评价不足:该计算方法的不足之处既有模型本身的缺陷,还有计算方法的缺点。文克尔地基模型忽略了地基中的剪应力,不能够反映地基中附加应力的扩散,地基的变形只发生在基底范围内,基础以外的变形等于零,与实际情况不符。我们知道,土是一种弹塑性材料,基床系数也就不应该是一个常数(chángshù)。它不仅与土的性质有关,还与基底的大小、形状及基础的埋深有关。解析法无法考虑粱的自重、难以在基础上施加多种类型荷载、难以考虑梁的特性(截面形状和弹性模量等)和基床系数沿梁长的分段不同等。改进:针对文克尔模型不能考虑土介质连续性,以及不能考虑土中剪应力的缺陷,对该模型进行改进,提出双参数模型和三参数模型。利用梁单元间的剪力连续条件,首先以集中荷载作用点、分布荷载边界点、梁截面特征和基床系数变化点将地基梁划分为若