問題描述:
采用 SAFE 分析某 200mm 厚的混凝土地坪,在均布面荷載作用下基床系數(shù)為 2x104kN/m3。本來預(yù)期地坪的變形是下凹的形狀,但是得到的卻是整體下移,如圖 1 所示。請(qǐng)問這是什么原因造成的?
圖1:基礎(chǔ)變形圖
解答:
SAFE 采用單壓彈簧模擬地基土,本案例由于施加的是均布荷載且基床系數(shù)為定值,因此只能得到基礎(chǔ)的整體下移,但該變形并不是基礎(chǔ)的沉降。若需得到下凹的形狀(即沉降),應(yīng)根據(jù)各勘探點(diǎn)的土層參數(shù),采用分層總和法計(jì)算各點(diǎn)沉降。SAFE 軟件目前還不具備該功能。用戶在使用 SAFE 軟件進(jìn)行基礎(chǔ)分析和設(shè)計(jì)時(shí),往往容易混淆變形和沉降的區(qū)別。這里給大家解釋下兩者的異同。
變形(又稱位移):按有限單元法計(jì)算。根據(jù)總剛度方程 {K}×{δ}= {F},按有限元法求解位移 δ。其中,δ 是板的彈性位移或變形。
沉降:按分層總和法計(jì)算。在得到基礎(chǔ)的節(jié)點(diǎn)位移后,計(jì)算基底壓力、附加壓力,再根據(jù)分層總和法計(jì)算沉降。計(jì)算過程如下:
1)沉降試算確定初始樁剛度和基床反力系數(shù);
2)建立總剛度方程 {K}×{δ}= {F},有限元求解位移 δ;其中:δ 是板的彈性位移或變形,不是沉降 s;
3)將節(jié)點(diǎn)位移換算成樁、土等效彈簧的變形量,得到樁反力和基底附加壓力;
4)根據(jù)樁反力和基底附加壓力,結(jié)合各土層參數(shù),按分層總和法計(jì)算沉降。