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同时考虑局部弯曲及整体弯曲的内力分析方法

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:整体弯曲作用应按上部结构与箱基共同作用来计算。以上各表适用于上部结构及荷载较匀称、地基土较均匀、底板悬挑部分不宜超过0.8m、不考虑相邻建筑物的影响及满足规范构造要求的单幢建筑物箱基。由于上部结构各层次对箱基整体弯曲作用的影响并不相同,据分析,多层框架体系中,下部一定数量的楼层结构明显地起着调整不均匀沉降、削减基础整体弯曲的作用,且层次位置愈低,其作用愈大,所以按该法计算时,层数n≤8。

同时考虑局部弯曲及整体弯曲的内力分析方法

当不符合仅按局部弯曲分析箱基内力的条件时,由于上部结构整体刚度不太大,特别是在填充墙还未砌筑、上部结构刚度尚未完全形成时,箱基在地基反力、水压力及上部结构传来的荷载作用下,会产生明显的整体弯曲应力,对箱基顶、底板的内力进行分析时,应同时考虑整体弯曲和局部弯曲作用。整体弯曲作用应按上部结构与箱基共同作用来计算。计算基底反力时,根据弹塑性地基上刚性基础的基底压力分布特点以及基底反力实测结果分析,基底压力可按马鞍形分布考虑。按此原则,工程实践中,常将基底面积(包括悬挑部分)均匀划分为若干区格,按基底不同的长宽比L/B,根据实测资料制作出各区格的反力系数,如表3-2至表3-6所示。基底各部位的反力,可用基底平均反力乘以相应区格系数求得。

表3-2 黏性土地基反力系数(L/B=1)

表3-3 黏性土地基反力系数(L/B=2~3)

表3-4 黏性土地基反力系数(L/B=4~5)

表3-5 黏性土地基反力系数(L/B=6~8)

表3-6 软土地基反力系数

使用表3-2至表3-6时,L为箱基底板长度,B为箱基底板宽度,底板各向悬挑部分(≤0.8m)均包括在内。

依实测资料分析,在纵横墙分出的各板格中,箱基基底反力有由中间向周围墙下递增的现象,设墙下基底平均反力为1.0,则板格中部为0.7~0.8。所以计算局部弯曲时,当采用反力系数或其他有效方法求算出基底各部位的反力后,局部弯曲引起的弯矩值应乘以0.8的折减系数,并与整体弯曲的弯矩叠加,以作为配筋依据。

计算整体弯曲时,应考虑上部结构与箱基的共同作用,即应考虑上部框架结构刚度对箱基的影响。设计时,一般采用迈耶霍夫(Meyerhof,1953)提出的等代刚度梁法来估算框架结构刚度对箱基弯矩的影响。设箱基的抗弯刚度为EgIg(Eg为混凝土弹性模量,Ig为按工字截面计算的惯性矩,即箱基顶底板全宽相当于工字截面上下翼缘宽度,弯曲方向墙体总和厚度相当于工字截面的腹板厚度),量纲为N·m2,上部n层框架结构的总折算刚度为EBIB,则箱基承受的整体弯矩Mg可由下式计算:

式中:M——不考虑上部结构刚度影响时,由基底反力及上部荷载按静定梁分析或其他有效方法计算的建筑物整体弯曲产生的弯矩(kN·m);

EBIB——上部结构的总折算刚度(N·m2);

L、l、m——分别为上部结构在弯曲方向的总长、柱距及节间数;

Eb——梁、柱的混凝土弹性模量(kN/m2);(www.xing528.com)

Kui、Kli、Kbi——第i层上柱、下柱和梁的线刚度,分别为Iui/hui、Ili/hli、Ibi/l(m3);

Iui、Ili、Ibi——分别为第i层上柱、下柱和梁的截面惯性矩(m4);

hui、hli——分别为第i层上柱及下柱的高度(m);

Ew——在弯曲方向与箱基相连的连续钢筋混凝土墙的混凝土弹性模量(kN/m2);

Iw——在弯曲方向与箱基相连的连续钢筋混凝土墙的截面惯性矩(m4),Iw=bh3/12;

b、h——分别为在弯曲方向与箱基相连的连续钢筋混凝土墙厚度总和及墙高度(m);

n——建筑物层数,不大于8层时n取实际层数,大于8层时n取8。

上式各符号示意见图3-4。

该式适用于等柱距框架结构,若柱距相差不超过20%,取l=L/m也可适用。

由于上部结构各层次对箱基整体弯曲作用的影响并不相同,据分析,多层框架体系中,下部一定数量的楼层结构明显地起着调整不均匀沉降、削减基础整体弯曲的作用,且层次位置愈低,其作用愈大,所以按该法计算时,层数n≤8。

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