普通地基条件下长条形动载设备基础最优分段长度的探讨

2016-08-09贾德庆刘志佳

大科技 2016年31期

关键词：靠边基床条形

贾德庆刘志佳

贾德庆刘志佳

（安徽华电工程咨询设计有限公司安徽合肥 230601）

通过计算结果对比分析，对普通地基条件下移动荷载作用下条形基础的最优分段提出了笔者的见解，论述了条形基础的影响因素及感性认识。

长条型基础；移动荷载；分段长度；基床系数

1 条形基础通常设计方法

长期以来，结构工程师在设计设备、斗轮机基础等长条形基础时通常按照墙下条形基础的设计方法进行设计，按照构造要求设置伸缩缝。此类做法忽略了荷载的运动特性，与基础实际受力不符。同时，对于不同地基条件下所有基础分段长度仅仅按照构造要求进行分段是否合理、是否最优，无人进行过研究。由于此类基础的长度往往较大，多以km计，且全长范围内地基条件一般，考虑到总承包项目中结构设计的经济性要求，以往粗放式的设计需要得以改进。

2 计算模型

在某实际项目中，本文在尽量减少地基处理费用及优化基础截面的过程中，应用Midas Gen软件、用只受压弹簧模拟土对基础的作用，对多种分段长度的基础进行了非线性分析。模型中设备轮距取6m。两台车最小间距取3m。实际模型如图1所示。

图1

应用Midas Gen软件，建立“倒T型”梁单元模型模拟设备基础，用只受压弹簧模拟土对基础的支撑作用，单元分割后，地基基床系数与单元面积的乘积作为土弹簧的弹性模量（抗压刚度），此模型真实的模拟了基础与地基土的相互作用。

轮压作为移动荷载分工况施加在基础上，计算模型如图2所示。

图2

3 工况设计

混凝土可看做各项同性的理想弹性体，地基土则是一个弹塑性材料，地基反力取决于基础与地基的综合作用。长条形基础分段长度的不同可以影响整个基础的整体刚度，进而导致基地反力不同。普通地基条件一般为80≤fak≤100kPa，参照中国船舶工业总公司第九设计院编写的《弹性地基梁及矩形板计算》[1]和JCCAD用户手册附录C[2]。此类地基可采用基床系数 20000（kN/m3）。基础分段长度如下：10m、15m、20m、30m。设备运行过程中所有可能的工况有以下几种：①单车单轮靠边；②单车双轮靠边；③单车双轮居中；④双车单轮靠边；⑤双车双轮靠边；⑥双车四轮居中。