关于高耸规范中圆(环)形扩展基础的修编探讨

圆(环)形基础在高耸结构中应用比较广泛,在弯矩作用下,基础可能出现与地基脱开的现象。圆(环)形基础基底反力通过查表法计算,现行规范规定在标准组合作用下基底脱开面积不能超过25%,相应的计算系数表格也只到25%。然而,基础的抗冲切验算和内力计算需要用到基本组合下的基底净反力,基本组合作用下基础脱开面积可能超过25%。本文针对这一现象,对高耸规范附录C的计算表格进行拓辰,得到脱开面积小于40%的计算系数,同时给出圆(环)基础基底净反力、基础抗冲切验算和内力计算的公式,最后通过两个算例说明具体应用方法。本文可以为实际工程计算和高耸规范修编提供参考。     

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。     

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。     

刚性环形基础的内力沉降及倾斜计算

本文叙述了竖直柱荷载作用下刚性环形基础的内力计算。根据我国规范用分层总和法推导了在环形均布荷载作用下及在水平力或偏心荷载产生的弯矩作用下,环形基础的沉降与倾斜的计算公式,并讨论了地基压缩层的厚度。     

钢筋混凝土独立基础配筋的精确计算

在偏心荷载作用下混凝土独立基础计算中，目前所有教科书和规范中提出的计算公式并非精确的公式，而是以地基反力δtmax和柱外截面基础反力δt1之和的平均值即（δtmax＋δt1）／2作为地基反力值进行计算，属于近似公式，特别当荷载偏心较大时，其误差较大。本文在文献[1]、[2]基础上通过积分计算求出独立基础弯矩的精确计算公式，该公式适用于轴心受压、小偏心和大偏心情况下弯矩的精确计算值，工程实例证明其可行。     

独立柱基底板弯矩及偏心荷载作用下底面积的简化计算

在现行地基基础规范确定的计算原则下,通过分析及公式推导,给出了与规范不同的计算独立基础底板弯矩的计算公式,计算简捷、直接,同时还提出了在偏心荷载作用下确定独立基础底面较合理的设计方法。     

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。     

基于弯矩和轴力随机相关特性的RC偏压构件可靠度分析

我国现行规范在分析混凝土偏心受压构件可靠度时,未考虑轴力和弯矩的随机相关特性。基于此,首先推导了弯矩和轴力间相关系数与对应荷载效应比值的函数表达式,得到了相关系数随荷载效应比值变化的规律。在此基础上定性分析了弯矩和轴力的随机相关特性对大偏压和小偏压两类构件失效概率的不同影响规律。采用Monte Carlo方法计算了当水...     

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。     

无侧移钢筋混凝土柱荷载-变形特性及非线性二阶效应

准确计算钢筋混凝土细长柱的附加变形,是分析柱承载力和二阶效应的基础。对于无侧移钢筋混凝土柱,由于荷载作用下柱各截面的非线性发展程度不同,各截面的刚度是不同的,为此将柱划分为多个微段,视单个微段为等刚度,建立微段的变形微分方程。根据微段间的变形协调条件得到微段间变形的关系式,解该关系式构成的非线性方程组,可得到规定荷载下柱的变形曲线和附加变形。在此基础上分析了轴力偏心距、柱长细比等对柱承载力和挠曲变形的影响。分析表明：轴力偏心距和长细比越大,柱承载力越小,挠曲变形越大。对按此方法计算的柱两端偏心距相等时附加变形 长细比曲线和柱两端偏心距不等时等效均布弯矩系数 端部弯矩比值曲线进行拟合,给出计算柱附加变形和等效均布弯矩系数的简化计算式,并与已有的试验结果进行了对比。对比表明,柱两端偏心距相等时附加变形简化计算式的计算结果好于我国GB 50010-2010规范公式的计算结果,柱两端偏心距不等时等效均布弯矩系数简化计算式考虑了偏心距的影响,计算结果好于采用我国规范GB 50010-2010和美国规范ACI 318-08的计算结果。     

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。     

大宽高比扩展基础的基底反力分布及简化设计方法研究

现行国家建筑地基规范和电力行业规程中没有明确给出宽高比大于2.5的扩展基础的基底压力计算方法,通过对室内模型试验及数值模拟结果的讨论,本文提出了不同情况下大宽高比扩展基础的简化设计方法。当宽高比小于4.0且偏心率小于1/6时,基底反力简化为线性分布;刚性基础大偏心受压时,其基底反力在偏心一侧简化为线性分布,另一侧为零应力区;当宽高比大于2.5小于4.0且大偏心率时,偏心一侧简化为折线,非偏心侧为零应力区。并将该简化方法应用于工程实例,结果表明在满足安全要求的前提下,该简化方法明显减少了扩展基础的混凝土和钢筋用量,降低了成本。     

基于有效应力原理的基底压力的理论研究

基于有效应力原理对基底压力进行分析,推导了偏心荷载作用下基底压力的相关计算式,分析发现与现行土力学理论的计算结果存在不同。通过举例对两种方法的计算结果进行了对比,结果表明,当弯矩增大到一定程度后,两种方法计算得到的基地最大压力和基底压力分布范围均不相同。基于有效应力原理的基底压力计算更能体现有效应力原理在土力学理论中基础和核心地位。     

反对称竖直柱荷载环形基础的内力计算(上)

本文对文献[1]作了补充,讨论了反对称竖直柱荷载作用下,弹性地基上的环形基础的内力计算方法,使文献[1]的方法也可用于将上部结构水平力转化成为反对称竖直柱荷载的情况。本文的适用范围为,在垂直及水平荷载组合下,基底最小反力应等于零或大于零。     

矩形单独基础双向偏心荷载下的基底反力

文章导出了双向偏心荷载下矩形单独基础的基底反力表达式，在推导中考虑了由于大偏心荷载而产生的基础与土脱离的情况，可供设计者参考。     

底面脱开后基础底面反力及脱开面积计算

以底面为方形的基础为例,通过对双向偏心压力的矢量求和将双向偏心问题转化为单向偏心问题,提出了双向偏心压力作用下基础底面脱开后的基础底面反力和脱开面积的计算方法,该方法便于计算程序的实现,补充了规范尚无规定的脱开面积的计算。对该方法与规范的计算结果进行了比较,计算结果与规范一致,计算误差不大于5‰,能够满足工程设计的精度要求。     

某框架核心筒结构平板式筏形基础设计

对某框架-核心筒结构平板式筏形基础进行设计分析,结果表明:地基土基床系数(与土压缩模量正相关)、基础刚度以及上部结构刚度影响着基底反力的分布状态.地基土基床系数越大,传力构件下土体集度增加,荷载向外侧扩散能力降低,则基底反力分布越不均匀;基础刚度越大,基础的跨越能力增强,荷载向外侧扩散能力提高,则基底反力分布越均匀.     

基础底板净反力分布探讨

基底净反力的计算应在服从总体力平衡原则的前提下通过各点力对应计算求得。通过再分布荷载概念阐述基底净反力在不同荷载形式作用下的分布形式及计算方法,完全不同于传统的认识和理论中将基底反力与基础梁板自重(包括基础梁板之上的永久荷载和可变荷载)之差值作为基底净反力。通过逐级讨论阐述文章立论的正确性和应用价值。     

端板连接普通螺栓群中和轴位置研究

以螺栓群偏心距和端板厚度为研究参数,对梁柱节点中端板连接在偏心拉力作用下（A组）和纯弯矩作用下（B组）的螺栓群进行了受拉性能试验研究。通过对破坏模式、螺栓群受力分布和中和轴偏移率的分析,研究了端板连接普通螺栓群中和轴位置变化的情况;对两组试验开展有限元分析,从荷载-位移曲线和节点抗拉性能两方面进行研究。结果表明：随着荷载逐渐增大,螺栓群中和轴不断向受压区移动;增大螺栓群偏心距可使螺栓力增大,且加快中和轴向受压区偏移;增加端板厚度能够减小螺栓力,并延缓中和轴向受压区偏移;现行偏心受拉和纯弯矩作用下普通螺栓端板连接的计算方法（或公式）较为保守,与试验结果相差较大。给出的端板连接螺栓力修正公式的计算结果与试验结果吻合良好。在保证结构安全的前提下,该修正公式计算结果更接近螺栓端板的实际受力状态,从而达到减小节点钢材用量和降低成本的目的。     

钢筋砼矩形截面对称配筋偏心受拉构件的简化计算与配筋设计

本文按构件变形后平截面保持为平面的假定,计算了对称配筋矩形截面偏心受拉构件在各种配筋率和相对保护层厚度时的正截面强度,绘制了弯矩-轴力相关图。得到和文献[4]从试验研究所得的相同结论:其弯矩-轴力相关图可取直线简化。并从而推导出已知荷载时直接求配筋的公式。