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王小林:高级工程师,国家一级结构工程师,30年结构工程设计经验,16年建筑结构优化设计经验。结构概念设计功底深厚、准确灵活把控设计规范、对业内常用结构分析软件的运用得心应手、对软件计算结果的分析与干预驾轻就熟。对大量项目进行了成功设计与优化,经济性与安全性深得建设方好评。
问题:筏基地基反力应该按照哪种分布考虑呢?
答:在回答前,有必要先介绍一下地基与基础模型的种类一、地基与基础模型(一)、 刚体模型1、刚体模型的基本假定:基础底面永远保持为平面,基础只发生平移和倾斜、不发生弯曲。
2、刚体模型的适用范围
单柱独立基础、单柱桩基承台、砌体条基采用刚体模型计算。桩基础(桩筏基础、桩基承台、承台梁基础)的水平反力也采用刚体模型计算。(二)、 弹性地基梁板模型1、弹性地基梁板法的基本假定全称应该是“弹性地基土+弹性基础梁+弹性基础底板”,即:地基土、桩,基础梁、筏板,都视为弹性变形体。
2、弹性地基梁板法的适用范围
地基梁基础、平板式筏基、梁板式筏基、桩筏基础、承台梁基础(桩+地基梁)。
3. 梁元法和板元法
梁元法,上部荷载最终由地基梁传给地基。
板元法,上部荷载最终由筏板传给地基。(三)、 倒楼盖模型1、倒楼盖模型的基本假定:基底反力遵循线性分布。基底反力作为外荷载施加于板底,柱、墙视为支座,基础梁、筏板视为变形体,采用有限元模型计算基础梁、筏板的内力和变形。
2、倒楼盖模型的适用范围(1)防水板。(2)受力较为明确的平板式筏基、梁板式筏基。
3、倒楼盖模型成立的前提条件(1)柱底沉降差可严格控制,(2)不存在柱荷载压不住水浮力的情况。
4、柱、墙荷载压不住水浮力的处理方法改用筏板模型,将抗浮组合指定为非线性工况。
5、倒楼盖模型是否考虑上部刚度建议考虑。理由如下:倒楼盖模型只有竖向及两个平动位移的约束,考虑上部结构可计入转动刚度对节点的转动约束作用。
二、筏基地基反力分布的形式《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》的规定:6.2.10 当地基土比较均匀、地基压缩层范围内无软弱土层或可液化土层,上部结构刚度较好,柱网和荷载较均匀、相邻柱荷载及柱间距的变化不超过20%,且平板式筏基板的厚跨比或梁板式筏基梁的高跨比不小于1/6时,筏形基础可仅考虑底板局部弯曲作用,计算筏形基础的内力时,基底反力可按直线分布,并扣除底板及其上填土的自重。当不符合上述要求时,筏基内力可按弹性地基梁板等理论进行分析。计算分析时应根据土层情况和地区经验选用地基模型和参数。
1、此条文的前半段说的是可以采用“倒楼盖模型”计算筏形与箱形基础内力,但有严苛的应用前提,应用前需要确认是否满足。
2、此条文的后半段说的是可以采用“弹性地基梁板模型”计算筏形与箱形基础内力。其计算的地基反力分布形式会依赖条文中提到的计算“参数”的取值。