《彈性基礎梁》

關(guān)于地基模型，已提出了多種假設。主要有文克勒地基、半無限大彈生地基和中厚度地基等。

(1)文克勒地基。1867年捷克文克勒(EWinkler)假設地基單位面積，上所受的壓力與地基沉降成正比。這個假定實際上是用剛牲底座上一系列互相獨立的彈簧來模擬地基。按此假定，沉降只發(fā)生在地基的受壓部分。實際上沉降也發(fā)生在受壓范圍以外。

(2)半無限大彈性地基。1922年，蘇聯(lián)普羅克托爾假定地基為半無限大理想彈性體，采用彈性力學中半無限大彈性體的位移公式來計算地基的沉降量?，F(xiàn)場試驗表明，土是顆粒的集合體，幾乎不能承受拉應力，過分加載后將產(chǎn)生流動而進入塑性狀態(tài)。因此，必須在土中設有拉應力產(chǎn)生、塑性狀態(tài)只限于極小區(qū)域時，才能看作彈性連續(xù)體。

(3)中厚度地基。假設地基為有限深彈性層，彈性層與剛性下臥層之間光滑接觸或完全黏合，采用彈性層的位移公式計算地基沉降。此假設由中國徐芝綸和蘇聯(lián)扎馬林(H.K.3aMapuu)于20世紀60年代初分別提出。

有解析法和數(shù)值解法兩類。

1.解析法。主要有初參數(shù)法、冪級數(shù)法、復變函數(shù)保角變換祛、積分變換法等。初參數(shù)法由蘇聯(lián)克雷格夫(A.H.Kpunoe)于1931年提出，是計算文克勒地基上梁的精確方法。冪級數(shù)祛由蘇聯(lián)戈爾布諾夫一被薩多夫(M.H.Top6yH0B-locanoB)于1939年提出，主要用于半無限大平面或空間地基上的梁，是一種近似解法。復變函數(shù)保角變換法是求解折線邊界(考慮地基開挖)上梁的一種有效解祛。積分變換祛是計算無限長梁或半無限長梁的主要方法。以上各種方法主要用于常截面的梁。

2.數(shù)值解法。主要有連桿法、差分法、變分法、有限單元法等。連桿法由蘇聯(lián)熱莫奇金(B M. XKeMoyKHH)于1947年提出。該法把基礎梁與地基之間的連續(xù)接觸變換為連桿聯(lián)系，然后用結(jié)構(gòu)力學中的力法、住移法或混合法進行計算，原理簡單，易于掌握，應用廣泛，可適用于各種地基、變截面梁等。差分法可取地基反力和撓度作為未知數(shù)，也可僅以撓度作未知數(shù)，也是一種常用的方法 。

彈性基礎梁連接上部結(jié)構(gòu)與彈性地基的渠。基礎梁的作用是將上部結(jié)構(gòu)比較集中的荷載較均勻地分布到地基上，以減小地基壓力的集度，保證結(jié)構(gòu)和地基的穩(wěn)定和安全。

基礎梁的內(nèi)力分析是一個重要而又復雜的問題。為了正確合理地分析地基與梁之間的相互作用，選擇符合實際情況的地基模型和有效的計算方法是十分重要的。

（1）一般工程無特殊要求時，基礎梁頂標高取-0.050（與基礎短 柱頂平）；（2）基礎梁地構(gòu)造在圖紙中注明：先素土夯實，再鋪爐渣300厚，梁底留100高空隙；

（3）基礎梁平面定位尺寸必須明確，基礎梁支座若沒有完全落在基礎短柱上，即基礎梁端部懸空或局部懸空時，應注明梁下以同標號同澆素砼填充，基礎短柱嚴禁出現(xiàn)外凸現(xiàn)象；

（4）基礎梁一般采用C20或C25等級的混凝土澆筑；

（5）注意基礎梁高度一般取1/12跨距。

a.跨距為6m時，梁高一般取500；

b.跨距為7.5m時，梁高一般取600或650； 梁配筋大小應根據(jù)其荷載計算確定，一般可取6Ф16，Ф8@100/200。當基礎按軸心受力計算，上部結(jié)構(gòu)傳來底彎距由基礎梁平衡時，基礎梁應設置在基礎頂面，當基礎梁僅起連接作用或作為首層墻體基礎時，可設置在-0.05標高處。

一般情況下，獨立基礎兩個方向都會設基礎梁，既可以提高基礎整體性，也可以用來承擔底層的墻體。 請問大家一般基礎梁是設在基礎頂面，還是設在某個靠近正負零的標高處？（答：如果基礎埋深較大時，一般都是基礎梁與柱相連，把荷載傳給柱，再由柱傳給基礎， 附圖。）

如果是前者，那么在基礎埋深較大時，不僅浪費底層墻體，而且會造成底層柱計算長度過大，導致底層的整體剛度較二層剛度之比過小。 如果是后者，那么基礎梁到基礎頂之間的柱就非常有可能是短柱甚至超短柱了，可見過不少人這樣設計，不知道為什么，規(guī)范是不提倡這樣的啊。 （如果是按規(guī)范設計，基礎梁就是基礎拉粱，主要是為了提高基礎整體性,應與基礎相連. ）許多住宅首層架空，此時僅在首層設梁，不再設基礎梁。但七度及以上層數(shù)較多時，還是加基礎梁為好（雖然有點浪費）。首層以下的柱當然按短柱處理。

基礎梁最好與基礎直接相連,第一種較好.原因如下:

1,基礎梁的主要作用是協(xié)調(diào)地震時各基礎的變形,使基礎能共同協(xié)調(diào)工作,所以才按拉梁設計,因此是用來協(xié)調(diào)基礎的,而不是協(xié)調(diào)柱子.

2,底層柱計算長度大是一個常見的問題,有較多的解決方法,不應該為了講究柱的剛度值而犧牲基礎梁的作用.

3,短柱問題十分明顯,不用細說.

4,若必須按方案二做,結(jié)構(gòu)的計算簡圖也應該取到基礎頂面,所以方法二不提倡,其力學概念不明確.

5,若要減小柱的計算長度可以適當把基礎頂面提高(對多層建筑有效).

基礎梁計算的關(guān)鍵，在于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：它假設地基為有限深的彈性層。④成層地基模型：它假設地基為分層的平面或空間彈性體。除①外，其余的模型，又稱為連續(xù)介質(zhì)地基模型。此外，有時還采用雙墊層彈簧模型、各向異性地基模型等。在一些小型工程設計或初步設計中，有時直接采用地基反力直線分布假設，使反力的求解成為靜定問題，計算大為簡化。