為了方便手算,通過引入應力面積系數,簡化了《GB 50007-2011:建築地基基礎設計規範》中的沉降計算過程。
分層總和法計算模型
算例描述基礎尺寸為3mx3m,埋深2米,柱子軸力準永久值為1200kN,角點和中點沉降分别為多少?
土層 |
厚度(m) |
壓縮模量(MPa) |
承載力特征值(kPa) |
1 |
6.0 |
5 |
150 |
2 |
6.0 |
10 |
400 |
基底附加應力:
基礎寬度:
查表,應力面積系數:
土層 | ||
1 |
2.0 |
0.35 |
2 |
4.0 |
0.45 |
角點沉降:
計算深度範圍内壓縮模型的當量值:
查表,沉降計算經驗系數,
角點最終沉降:
中點沉降計算基底附加應力:
基礎寬度:
查表,應力面積系數:
土層 | ||
1 |
4.0 |
0.45 |
2 |
8.0 |
0.50 |
角點沉降:
計算深度範圍内壓縮模型的當量值:
查表,沉降計算經驗系數,
角點最終沉降:
推導設,基底長寬比:
設,等效深度(基底距土層底的距離與基礎寬度之比):
設,應力面積系數:
根據,《GB 50007-2011:建築地基基礎設計規範》第5.3.5條,角點沉降:
計算深度範圍内壓縮模量的當量值:
根據基底附加應力和查表,沉降計算經驗系數
基底附加應力 |
2.5MPa |
4.0MPa |
7.0MPa |
15.0MPa |
20.0MPa |
1.4 |
1.3 |
1.0 |
0.4 |
0.2 | |
1.1 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.2 |
最終變形量:
應力面積系數表( )
0.4 |
0.099 |
0.099 |
0.8 |
0.188 |
0.192 |
1.2 |
0.258 |
0.271 |
1.6 |
0.310 |
0.336 |
2.0 |
0.349 |
0.388 |
2.4 |
0.379 |
0.429 |
2.8 |
0.401 |
0.463 |
3.2 |
0.419 |
0.491 |
3.6 |
0.434 |
0.514 |
4.0 |
0.446 |
0.518 |
4.4 |
0.463 |
0.532 |
4.8 |
0.464 |
0.545 |
5.2 |
0.471 |
0.556 |
5.6 |
0.477 |
0.566 |
6.0 |
0.483 |
0.574 |
10.0 |
0.514 |
0.672 |
16.0 |
0.531 |
0.707 |
正方形應力面積系數(拟合):
應力面積系數長寬比修正系數:
長方形應力面積系數(拟合):
小結從公式上看,基礎中心沉降大的原因:1)根據分塊計算原理,中心點沉降是角點的2倍,2)相同的土層,中心點等效深度更大,等效應力面積系數更大。
獨立基礎剛度一般較大,沉降的計算公式中并未反映這一點,另外沉降和時間的關系也未反映,這些方面的認識還需要從實測數據和計算數據的對比中來總結規律,提高認識。
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