1 合理選擇彈性地基計算模
合理地選擇地基計算模型是彈性地基梁、梁板基礎計算的一個重要問題。由于土體狀態(tài)的復雜性,要用一個普遍都能適用的數(shù)學模型來描述土體的這種屬性是困難的,隨著人們認識水平的發(fā)展,提出了不少理想化的地基計算模型。本軟件就為用戶提供了兩種常用的地基計算模型文克爾地基模型和彈性半空間地基模型。用戶可根據(jù)工程的實際情況選取合適的地基計算模型。在具體實體工程應用時,為了合理地選擇地基模型,用戶首先應了解這兩種地基模型的特性。在此,對這兩種地基模型的特性作一簡單的說明,供用戶應用軟件時參考。
1.1 文克爾地基模型
它是假定土體表面任一點的壓力強度與該點的沉降成正比,而與土和基礎界面上其它各點完全無關,也就是說,它將地基看成是許多互不聯(lián)系的彈簧,而這彈簧的剛度即 為基床系數(shù)k.這種假定有它的缺點,首先,它忽略了地基中的剪力,因而無法考慮地基中的應力擴散,地基的變形也只發(fā)生在基礎荷載作用的范圍以內,很顯然這與實際工程情況是不相符的。其次,試驗研究表明,在同一壓力作用下,基床系數(shù)k不是常數(shù),它除了與土體的性質、類別有關外,還與基礎底面積的大小、形狀以及基礎的埋置深度等因素有關。
盡管這種假定有如此的缺點,但是,它也有一大優(yōu)點,那就是在計算分析中比較簡單、方便。因此,在目前的實際工程中,還是被廣泛采用。根據(jù)過去的實際使用情況,一般地認為,當?shù)鼗凛^弱(例如淤泥、軟粘土地基),或當?shù)鼗膲嚎s層較薄,與基礎底面最大的水平尺寸相比成為很薄的"墊層"時,宜采用文克爾地基模型來進行計算分析。
1.2 彈性半空間地基模型
該模型是將地基看成是均質的各向同性的彈性半無限體,其特點是某點的沉降不僅與作用在該點上的壓力大小有關,而且與作用在附近的荷載有關,因而它比文克爾地基模型進了一步。 由于地基土實際上并非理想的、平均質的、各向同性的彈性體,地基壓縮層的厚度也 是有限的,因而導致這種地基模型的應力和應變的擴散與影響范圍往往超過地基的實際情況。 一般認為,當作用于地基上的荷載不很大,地基完全處于彈性變形狀態(tài)時,使用這種地基模型才比較符合實際,可用于壓縮層深厚一類的一般土層地基上。
2 板塊形狀要求
由于本軟件采用有限元分析地基的內力,承載力驗算按構件設計的方法,所以不要求用戶進行單元的劃分,單元的劃分是由程序內部自動生成的。也就是 說,在計算分析時,對用戶如何設定板塊的形狀是沒有要求的。
如果用戶在完成結構分析之后,還需要用本程序來繪制筏板的配筋施工圖,那么,本程序對板塊單元的形狀是有要求的,具體而言就是:每塊板單元必須是三邊形或四邊 形(但每一邊可以由多段桿件組成 如果在實際工程中,出現(xiàn)了超出四邊形的板塊,那么,用戶應當把該板塊劃分成滿足 要求的基本板單元,板塊的劃分可采用增加虛梁的方法來完成。如圖1所示,板塊③可 以通過增加虛梁來改變板塊的形狀,如變?yōu)榘鍓K④⑤或板塊⑥⑦或板塊⑧⑨。
本軟件允許用戶在工程中設置虛梁,虛梁是截面尺寸設定為0的桿件,它的存在不會影響計算結果。
在本軟件中,用戶會發(fā)現(xiàn)沒有輸入挑板信息的菜單,這不是軟件的疏忽不考慮該問題,而是我們把挑板也看作是普通的板塊來考慮。在前一問題中,已經提到了本軟件允許用戶設置虛梁,這樣,在挑板的邊界處預先設定虛梁,它就是一普通的板塊。 這樣處理的好處是使問題簡單化。
3 配筋問題
這部分有三處地方用戶需要了解:
3.1 梁、筏板配筋計算超筋
用戶在點取「基礎計算」菜單項,完成彈性地基梁板的計算分析之后,在菜單項「結果顯示」中,可了解到地基梁、筏板的配筋情況。用戶需要注意的是:在該處梁、筏板的超筋是以配筋量為 0 來表示的。所以,當用戶發(fā)現(xiàn)有配筋量為 0的梁或板時,應重回「基礎建模」項菜單,作進一步的調整以求滿足要求(除非用戶默認超筋)。
3.2 梁選筋結果
本軟件在處理梁的選筋時,梁正截面的上部(或下部)位置的鋼筋至多考慮兩排鋼筋, 因此,當某跨梁所需的配筋量較大時,會出現(xiàn)在給定的條件下(可供選用的鋼筋直徑的范圍、梁截面寬度等)不能選出合適的結果,在這種情況下,程序只得把該處的鋼筋信息全部沖0,以便引起用戶的注意。 由于軟件把超筋看作是配筋量很大,所以,超筋的梁一定沒有鋼筋信息。
3.3 板選筋結果
在板的選筋結果中,如發(fā)現(xiàn)某位置的選筋結果為: Φ40@999,那么,它表明該位置的 配筋量有可能是超筋,或者是沒有超筋但因配筋量大以致在給定的條件下(可供選用的 鋼筋直徑、鋼筋間距的范圍等),不能選出合適的結果。
4 補充建模
對于任一個梁板基礎工程,如果要用本軟件繪制施工圖的話,那么,對該菜單項的操作是必不可少的。