普通地基條件下長條形動載設備基礎最優分段長度的探討

賈德慶 劉志佳

普通地基條件下長條形動載設備基礎最優分段長度的探討

賈德慶 劉志佳

（安徽華電工程咨詢設計有限公司 安徽合肥 230601）

通過計算結果對比分析，對普通地基條件下移動荷載作用下條形基礎的最優分段提出了筆者的見解，論述了條形基礎的影響因素及感性認識。

長條型基礎；移動荷載；分段長度；基床系數

1 條形基礎通常設計方法

長期以來，結構工程師在設計設備、斗輪機基礎等長條形基礎時通常按照墻下條形基礎的設計方法進行設計，按照構造要求設置伸縮縫。此類做法忽略了荷載的運動特性，與基礎實際受力不符。同時，對于不同地基條件下所有基礎分段長度僅僅按照構造要求進行分段是否合理、是否最優，無人進行過研究。由于此類基礎的長度往往較大，多以km計，且全長范圍內地基條件一般，考慮到總承包項目中結構設計的經濟性要求，以往粗放式的設計需要得以改進。

2 計算模型

在某實際項目中，本文在盡量減少地基處理費用及優化基礎截面的過程中，應用Midas Gen軟件、用只受壓彈簧模擬土對基礎的作用，對多種分段長度的基礎進行了非線性分析。模型中設備輪距取6m。兩臺車最小間距取3m。實際模型如圖1所示。

圖1

應用Midas Gen軟件，建立“倒T型”梁單元模型模擬設備基礎，用只受壓彈簧模擬土對基礎的支撐作用，單元分割后，地基基床系數與單元面積的乘積作為土彈簧的彈性模量（抗壓剛度），此模型真實的模擬了基礎與地基土的相互作用。

輪壓作為移動荷載分工況施加在基礎上，計算模型如圖2所示。

圖2

3 工況設計

混凝土可看做各項同性的理想彈性體，地基土則是一個彈塑性材料，地基反力取決于基礎與地基的綜合作用。長條形基礎分段長度的不同可以影響整個基礎的整體剛度，進而導致基地反力不同。普通地基條件一般為80≤fak≤100kPa，參照中國船舶工業總公司第九設計院編寫的《彈性地基梁及矩形板計算》[1]和JCCAD用戶手冊附錄C[2]。此類地基可采用基床系數 20000（kN/m3）?；A分段長度如下：10m、15m、20m、30m。設備運行過程中所有可能的工況有以下幾種：①單車單輪靠邊；②單車雙輪靠邊；③單車雙輪居中；④雙車單輪靠邊；⑤雙車雙輪靠邊；⑥雙車四輪居中。

4 結論

在地基反力驗算中，本文荷載組合采用標準組合：1.0x恒+1.0X活。此時不同地基基床系數（地基類型）、不同分段長度基礎在各工況下的地基反力如表1所示。

表1

由表1所知，當分段長度為15m時，地基反力最小。此時最大可以節省12%的材料。

[1]中國船舶工業總公司第九設計院.彈性地基梁及矩形板計算[M].國防工業出版社，1983，23～53.

[2]《PKPM軟件說明書-JCCAD用戶手冊》.

TU470

A

1004-7344（2016）31-0124-01

2016-10-19

賈德慶（1986-），男，山東菏澤人，工程師，碩士，畢業于河海大學，主要從事電力工程設計工作。

劉志佳（1986-），男，安徽安慶人，工程師，碩士，畢業于合肥工業大學，主要從事電力工程設計工作。