普通地基條件下長條形動載設(shè)備基礎(chǔ)最優(yōu)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(shè)備基礎(chǔ)最優(yōu)分段長度的探討

賈德慶 劉志佳

（安徽華電工程咨詢設(shè)計有限公司 安徽合肥 230601）

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

長條型基礎(chǔ)；移動荷載；分段長度；基床系數(shù)

1 條形基礎(chǔ)通常設(shè)計方法

長期以來，結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計設(shè)備、斗輪機(jī)基礎(chǔ)等長條形基礎(chǔ)時通常按照墻下條形基礎(chǔ)的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計，按照構(gòu)造要求設(shè)置伸縮縫。此類做法忽略了荷載的運動特性，與基礎(chǔ)實際受力不符。同時，對于不同地基條件下所有基礎(chǔ)分段長度僅僅按照構(gòu)造要求進(jìn)行分段是否合理、是否最優(yōu)，無人進(jìn)行過研究。由于此類基礎(chǔ)的長度往往較大，多以km計，且全長范圍內(nèi)地基條件一般，考慮到總承包項目中結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性要求，以往粗放式的設(shè)計需要得以改進(jìn)。

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(yōu)化基礎(chǔ)截面的過程中，應(yīng)用Midas Gen軟件、用只受壓彈簧模擬土對基礎(chǔ)的作用，對多種分段長度的基礎(chǔ)進(jìn)行了非線性分析。模型中設(shè)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(yīng)用Midas Gen軟件，建立“倒T型”梁單元模型模擬設(shè)備基礎(chǔ)，用只受壓彈簧模擬土對基礎(chǔ)的支撐作用，單元分割后，地基基床系數(shù)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(chǔ)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(chǔ)上，計算模型如圖2所示。

圖2

3 工況設(shè)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(chǔ)與地基的綜合作用。長條形基礎(chǔ)分段長度的不同可以影響整個基礎(chǔ)的整體剛度，進(jìn)而導(dǎo)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(yè)總公司第九設(shè)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(shù) 20000（kN/m3）。基礎(chǔ)分段長度如下：10m、15m、20m、30m。設(shè)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(jié)論

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

表1

由表1所知，當(dāng)分段長度為15m時，地基反力最小。此時最大可以節(jié)省12%的材料。

[1]中國船舶工業(yè)總公司第九設(shè)計院.彈性地基梁及矩形板計算[M].國防工業(yè)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(yè)于河海大學(xué)，主要從事電力工程設(shè)計工作。

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