大宽高比混凝土独立扩展基础基底反力分布室外试验研究

《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)和《架空输电线路基础设计技术规程》(DL/T 5219—2014)要求基础宽高比不超过2.5且偏心距不超过1/6基础宽度,对宽高比大于2.5的混凝土独立基础基底反力分布模式并未给出相关规定。首先,对9个混凝土独立扩展基础进行室外试验;其次,对不同宽高比混凝土扩展基础的基底反力分布规律进行对比分析,并探讨了宽高比、偏心率、土体类型对基底反力分布的影响;最后,在试验结果的基础上,针对此类大宽高比混凝土独立扩展基础给出了基底反力取值建议。结果表明:大宽高比混凝土独立扩展基础在轴压荷载作用下,基底反力分布模式总体为中间大、边缘小;在大偏压荷载作用下,基底反力的最大值可能出现在基底边缘附近。试验成果可为宽高比大于2.5的混凝土扩展基础弯矩计算提供实际依据。     

砂土地基上大宽高比扩展基础基底反力分布特性模型试验研究

砂性地基土上扩展基础基底反力分布复杂,且相关的模型试验研究较少。本文通过砂土地基上扩展基础大型室内模型试验,指出了大宽高比柔性扩展基础在轴压作用下,基底反力在加载过程中呈"中间大—边缘小"的分布模式;刚性扩展基础在低荷载等级的轴压作用下,基底反力分布较均匀,荷载增加,呈现明显的"边缘大—中间小"的分布模式。在偏心加载过程中,大宽高比柔性扩展基础基底反力,偏心加载的一侧偏小,另一侧呈线性分布;而刚性扩展基础基底反力,在偏心荷载较小时呈线性分布。     

风力发电机组基础基底反力分布探讨

《陆上风电场工程风电机组基础设计规范》(NB/T 10311-2019) 7.2.4条规定,扩展基础体型外形尺寸不符合7.2.3条要求的,也即宽高比大于2.5时,基础底面压力不能按线性分布考虑。本文采用有限元方法和理论模型,考虑基础的弹性及与地基土的相互作用,研究风机重力式扩展基础基底反力分布。对不同基床系数及不同基础宽高比下基底反力分布规律进行对比研究,同时也对比分析了规范算法和有限元算法基础内力的差异,以求为工程设计提供有益的借鉴。     

黏性土中扩展基础基底压力分布规律的模型试验

目前扩展基础基底压力分布的研究很少涉及黏土地基及偏心加载条件。通过黏土地基上不同宽高比扩展基础轴压、偏压室内大型模型试验,指出轴压作用下小宽高比刚性扩展基础基底压力分布总体较均匀,但中间部位较小,大宽高比柔性扩展基础基底压力呈复杂的"波浪形"分布;偏压作用下,随着宽高比的增大,基础刚度减小,基底压力最大值由边缘向偏心位置处转移。研究成果对于偏心荷载下黏性土扩展基础基底反力的分布确定具有工程应用价值。     

扩展基础冲剪承载力设计可靠性分析

扩展基础的基底压力分布一般呈非线性特征。扩展基础设计时,为简化设计,将基底反力按线性分布计算。通过一组试验对基底反力按线性分布简化计算的扩展基础冲剪承载力设计的可靠性进行评价。试验结果表明:扩展基础的抗冲剪承载力在基底反力按线性分布简化计算时,其抗剪验算结果能够满足构件可靠度设计指标要求;在偏心荷载作用下,扩展基础冲剪承载力可靠性指标大于其在中心荷载作用下的可靠性指标。扩展基础设计可靠性受诸多因素影响,如构件试验未考虑结构荷载传递计算模式不确定性的影响,钢筋对冲剪承载力的影响等,且可靠性设计的深入研究需要一定数量的试验样本进行统计分析,该问题还需要进一步深入研究。     

双向偏心受压矩形基础的基底压力

受双向偏心荷载作用的柱下独立基础,当基础底面与地基脱开时,传统的设计方法难以计算其基底压力,基础尺寸设计偏保守。通过分析地基反力的基本图形,建立了对应不同偏心距的基底应力计算模型,推导了基底应力和零应力区面积比例的计算公式,编制了可快速求解的设计图表。分析表明,采用新的允许出现零应力区的设计方法,双向偏心受压基础的安全性和经济性均有较大提高。     

大宽高比混凝土独立扩展基础基底反力分布规律研究现状

介绍了大宽高比混凝土独立扩展基础应用背景,系统回顾和分析了针对基底反力分布国内外相关研究情况,包括研究方法、研究对象、影响参数及其变化范围、以及国内外相关规范对混凝土独立扩展基础基底反力分布的考虑方法。最后,结合大宽高比混凝土独立扩展基础的承载特点,给出了其基底反力分布规律研究主要存在的问题及研究建议。     

混凝土独立扩展基础研究及工程设计现状综述

系统回顾了混凝土独立扩展基础的工程应用及研究现状,总结了这类基础在设计中存在的问题,特别指出应针对大宽高比混凝土独立扩展基础在轴压荷载及大偏心荷载下基底反力分布形式、基础的破坏形式、基础优化设计等问题展开相关研究,可供相关研究者参考。     

大宽高比混凝土独立扩展基础基底反力分布试验研究

通过室内试验,总结了大宽高比混凝土扩展基础的基底反力分布模式。指出大宽高比基础在轴压荷载下,基底反力分布模式为中心大、边缘小,在大偏压荷载下,基底反力的最大值可能出现在基底边缘附近,较软地基土上的基础,基底反力趋向于中心大、边缘小,并分析了出现此类分布模式的原因。最后,给出了大宽高比混凝土基础设计时反力取值的建议。     

独立基础偏心荷载下地基冲切力的精确计算

柱下独立基础偏心荷载作用下,《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)采用简化公式计算地基冲切力,即忽略地基净反力的实际分布,而简单地采用基础边缘的最大净反力进行计算。考虑偏心荷载作用下地基净反力分布变化,假设地基净反力为线性变化,推导了地基冲切力的精确计算公式,并对目前《规范》简化计算公式进行了误差分析。算例结果表明,冲切力简化公式虽然偏于安全,但其计算误差主要随着基础有效高度、地基最大和最小净反力的差值而变化,最大误差可能达到15%以上。当独立基础有效高度较小、地基净反力变化较大时,需要根据地基冲切力的精确计算公式进行基础高度设计。     

大宽高比混凝土独立扩展基础承载性能室外试验研究

对8个常规配筋、1个改进配筋的大宽高比足尺混凝土独立扩展基础进行了现场试验,主要研究宽高比大于2.5的混凝土独立扩展基础在轴心与偏心荷载作用下的破坏模式和承载性能。首先对室外试验的基本信息进行简单描述,并阐述了基础破坏模式与试验现象,最后对试验结果进行分析,将基础承载力试验值与各规范计算值进行对比。试验结果表明,试件破坏时底板均未出现梯形塑性铰线,基础实际承载力普遍高于规范计算值,并且基础宽高比较大或偏心率较大时更易发生冲切破坏,配置箍筋能够有效提高基础抗冲切承载力。结果可为大宽高比混凝土独立扩展基础设计方法与相关研究提供参考。     

基础宽高比对扩展基础基底压力分布影响规律数值模拟

扩展基础的基底压力分布是地基基础共同作用分析的经典问题,在国内外的设计规范中,对于基础宽高比小于或等于2.5的情况,通常假定基底压力为直线分布形式。然而,已有研究表明,扩展基础基底压力实际分布型式与直线型假定相去甚远。采用ABAQUS有限元软件建模,并将数值模拟和已有试验结果进行对比分析,探究设计荷载下不同宽高比基础的基底压力分布模式,分析表明,随着基础宽高比的增大,刚性基础变为柔性基础,其基底压力分布逐渐变复杂,呈向中间部位集中趋势。     

裙房框架对大底盘高层框架厚筏基础反力变形的影响

通过简化方法,建立高层建筑与地基、基础共同作用的计算模型,研究了裙房框架对大底盘框架厚筏板基础的变形、基底反力的分布的影响。计算表明,裙房不少于3层时,基础变形和基底反力的扩散范围为主楼外3跨;裙房为2层时,裙房顶层楼板的厚度应大于300mm。     

不同宽高比混凝土扩展基础承载性能模型试验研究

对宽高比分别为2、2.5、3、4的混凝土扩展基础进行了室内模型试验研究,主要探讨了常规宽高比与宽高比大于2.5的混凝土扩展基础在不同荷载模式作用下的承载特性,阐述了试验基本现象、主要破坏模式与底板变形特征,并将基础极限承载力试验值与参考现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)得出的计算值进行对比。试验结果表明:基础破坏模式主要为弯曲破坏、弯冲破坏、冲切破坏;对轴压试件而言,在地基土均为砂土的情况下,模型基础的极限承载力试验值随宽高比的变化几乎无太大变化;对偏压试件而言,在地基土性质与偏心率均相同的情况下,模型基础的极限承载力试验值随宽高比的增大呈现变大趋势。本文结果可为宽高比大于2.5的混凝土扩展基础后续相关研究提供参考。     

圆形结构下筏式基础变形反力分布规律试验研究

通过大型室内模型试验,指出圆形结构的荷载呈放射状传递到地基,当荷载与基础的相对挠曲呈线性关系时,柔性基础的基底反力、基础变形在结构外的2.5倍基础厚度范围内都是均匀分布的。柔性基础在破坏前的相对挠曲是逐渐增加的,而刚性基础在破坏时基础的相对挠曲突然增大。柔性基础的基底反力始终是中心点反力最大;刚性基础的中心点处基底反力小于周边基础反力。研究表明,基础变形、反力分布与基础和上部结构的刚度及形状有关,基础刚度越大,其调整基础变形、反力分布的能力越大。     

钢筋混凝土异形柱下独立基础验算程序研究

为有效解决现有结构设计软件对异形柱下独立基础设计的不足,结合中国规范《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)及美国规范ACI 318-08的相关规定,采用AutoLISP语言开发了一种可对L形、T形、十字形、Z形柱下独立基础进行冲切及剪切强度验算的程序,此程序可与AutoCAD软件进行窗口交互,并在对基础验算后生成计算书.详细介绍了此程序所采用的设计方法和设计流程,以及当基础在双向受弯作用下基底存在零应力区时基底反力的计算方法.数值计算结果表明,当基础两个方向偏心距比的平方和小于等于0.046 9时,零应力区面积一定满足《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)规定.最后,采用此程序、理正工具箱(7.0PB5版)、YJK(1.9.3版)、等面积法、美国规范ACI 318-08法对L形、T形、十字形、Z异形柱下独立基础进行了对比计算.结果表明,此程序适用范围广,计算结果合理,可保证基础设计安全可靠.     

环形基础的基底反力公式理论解

对于在偏心荷载作用下与地基脱开的环形基础,需要通过现行高耸规范查表来计算基底反力,但规范中计算系数表格的脱开面积适用范围有限。本文分析了在偏心荷载作用下出现局部脱空情形环形基础的基底反力(接触应力、基底压力)分布,推导完成了其轴力、弯矩的计算公式,提炼出广义通用公式。并进一步地将通用公式的计算适用范围推广到基底全压情形。经验证,推导公式代入数值后计算结果与现行高耸规范附录中的计算系数表等资料结果高度一致。推广后的通用公式可对环(圆)形基础在任意轴力、弯矩下的线性基底反力分布实现精确求解。本文可为实际工程计算和高耸规范修编提供参考。     

软弱岩基上扩展基础基底反力分布的分析

数值模拟的结果显示,刚度较弱的岩层地基上的扩展式独立基础,其基底反力分布的非线性特征非常显著,基底反力在基础边缘较集中。假定基底反力为均匀或线性分布来分析基础结构的受力情况,结果会与岩基上扩展基础的实际工作状态有较大的差异,可能使基础处于偏不安全的工作状态。     

有零应力区圆板基础地基反力精确求解方法

圆板基础广泛应用于烟囱、风电场等场合。对于风机基础,在极限荷载工况下,地基容许出现25%的零应力区。对于容许出现零应力区的情况下,圆板基础地基最大反力和零应力区面积占比的计算较为繁琐。目前,工程设计时还没有准确快捷的方法解决该问题。针对此情况,采用积分应力体积求和的方法推导出准确的计算公式,然后通过制作Exeel电子表格自动计算地基最大反力和零应力区面积占比。通过大量工程案例的验证,此方法准确便捷,可用于实际工程。     

岩石地基上扩展基础力学性能研究

岩石地基上的扩展基础承载力高,但目前岩石地基上扩展基础的专门研究工作开展较少。本文通过对岩石地基上扩展基础现场试验,得到了基础各受力阶段基底反力分布规律和钢筋受力值,发现基底反力分布为中间小边缘大且随着荷载提高,边缘应力集中明显,全过程钢筋受力变化不大,且跨高比较小的基底反力分布平缓。同时,通过建立数值分析模型对基底反力规律进行了验算校核,结果较好。