倒楼盖法与弹性地基梁法.doc

倒楼盖法
在计算筏型基础时，假设基底净反力为直线分布，当地基比较均匀，上部结构刚度较好、梁板式筏型基础的高跨比或平板式筏型基础的高厚比不小于1/16，且相邻柱荷载及柱距变化不超过20%，筏型基础可仅考虑局部弯曲作用，按倒楼盖来计算，即为倒楼盖法。
倒楼盖模型和弹性地基梁板模型
桩筏筏板有限元计算筏板基础时，倒楼盖模型和弹性地基梁板模型计算结果差异很大的原因这主要是因为二者的性质是截然不同的：（1）弹性地基梁板模型采用的是文克尔假定，地基梁内力的大小受地基土弹簧刚度的影响，而倒楼盖模型中的梁只是普通砼梁，其内力的大小只与筏板传递给它的荷载有关，而与地基土弹簧刚度无关。（2）由于模型的不同，实际梁受到的反力也不同，弹性地基梁板模型支座反力大，跨中反力小。而倒楼盖模型中的反力只是均布线载。（3）弹性地基梁板模型考虑了整体弯曲变形的影响，而倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，不受整体弯曲变形的影响。（4）由于倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，因此各点的反力均相同，由此计算得到的梁端剪力无法与柱子的荷载相平衡，而弹性地基梁板模型计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的。地基模型的选择地基计算模型，大致可分为不连续模型和连续性模型两大类。在基础设计时，如何选择相应的地基模型则是一个比较复杂的问题，很难给出一个统一的标准。在此，本人仅就上述地基计算模型的力学特点和适用范围做一些简单的介绍。1.文克尔地基模型的受力特点和适用范围文克尔地基模型实质上来源于阿基米德浮力定律的一个推论，比如浮桥结构是严格执行文克尔地基模型的。显然，力学性质与液体相近的地基，比较符合文克尔模型假定。因此，该模型主要用于抗剪强度极低的流态淤泥质土或地基土塑性区开展比较大的基础。另外，当厚度不超过基底短边之半的薄压缩层地基，因压力比较大，剪应力比较小，所以也比较符合文克尔模型假定。从地基土的分类角度上讲，地基土可粗略地分为非粘性土和粘性土。一般地说，当基础位于非粘性土上时，采用文克尔地基模型还是比较合适的。特别是当基础比较软的情况。文克尔地基模型的另一个主要特点就是模型简单，适合手算。因此，当上层建筑为框架结构，填充墙比较少，结构整体刚度比较小，基础虽然采用筏基，但筏板的刚度也不是很大时，若基础位于非粘性土上，也可以采用文克尔地基模型。2.弹性半空间地基模型受力特点和适用范围如前所述，弹性半空间地基模型总是假定地基土是均质的、各向同性的弹性半无限体。其沉降计算所使用的地基土弹性模量是定值，不随土体性状变化而变化。因此这种方法计算出来的压力泡是连续的。然而实际上，地基土不可能是均质的、各向同性的弹性半无限体。其弹性模量也不会是一个值，因此，在竖向荷载作用下的压力泡不会是连续的。所以，弹性半空间地基模型的计算结果也仅是一个近似解。由于弹性半空间地基模型是一种能够考虑非线性影响的连续性模型，所以从理论上讲，可以适用于各种地基土类型。但由于从数学上讲此种地基模型求解困难，因此目前只能用于基础体量比较小的结构。如果基础体量比较大，采用此方法求解不出来时，则仍需采用弹性地基梁板模型。3.倒楼盖模型的选择当地基比较均匀，上部结构刚度比较好，梁板式筏基梁的高跨比或平板式筏板的厚跨比不小于1/6，且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时，筏板基础可仅考虑局部弯曲的影响，按倒楼盖模型计算。