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基底附加压力和附加应力PPT.ppt

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  • 卖家[上传人]:大米
  • 文档编号:592173852
  • 上传时间:2024-09-19
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    • 基底附加压力和地基附加应力计算u学习目标学习目标Ø知识目标:掌握基底附加压力分布计算,掌握土中竖向附加应力计算Ø能力目标:能分析基底附加压力和地基附加应力分布对地基受力和变形的影响Ø素质目标:质量意识、环保意识、文明意识u学时学时:2学时u教学内容教学内容:Ø基底附加压力计算Ø地基附加应力计算1 一、基底附加压力计算-一、基底附加压力计算- p p0 0 基底面处以下在原土自重应力作用下已沉降完毕,基底面处以下在原土自重应力作用下已沉降完毕,如不考虑地基回弹,基槽开挖后只有超出基底面处土自如不考虑地基回弹,基槽开挖后只有超出基底面处土自重应力以外的力,才能引起地基变形,基底新增加的应重应力以外的力,才能引起地基变形,基底新增加的应力,称为力,称为基底附加压力基底附加压力基底附加压力基底附加压力(用于地基变形计算)用于地基变形计算)轴心受压:偏心受压:kkkk挖槽卸荷挖槽卸荷建造后总荷建造后总荷新增荷载新增荷载基底附加压力计算原理示意图基底附加压力计算原理示意图地基产生变地基产生变形主要原因形主要原因2 kkkk挖槽卸荷挖槽卸荷建造后总荷建造后总荷新增荷载新增荷载基础补偿性设计:基础补偿性设计:基础补偿性设计:基础补偿性设计:高层建筑利用箱形基础或地下室,高层建筑利用箱形基础或地下室,高层建筑利用箱形基础或地下室,高层建筑利用箱形基础或地下室,使设计埋深部分的结构自重小于挖去的土自重,即减小使设计埋深部分的结构自重小于挖去的土自重,即减小使设计埋深部分的结构自重小于挖去的土自重,即减小使设计埋深部分的结构自重小于挖去的土自重,即减小p p0 0,从而减少地基变形。

      从而减少地基变形从而减少地基变形从而减少地基变形γ·dp0pk不变:不变: 这种基础设计方法适应范围比较广,对一些特殊情况如地基土较软弱,如果处理得好,能节省工程的造价,达到经济效益和社会效益的目的 一、基底附加压力计算-一、基底附加压力计算- p p0 03 基础补偿性设计实例:基础补偿性设计实例:云浮市某局综合楼的基础设计•该工程为八层框架结构,建筑面积为7520m2,原基础形式为钻孔桩基础,原为某设计院设计甲方原要求把土建投资控制在550万以内但根据施工图预算,发现土建预算为630多万,比原计划投资多了近15%经过分析,多出部分主要集中在基础部分于是甲方找原设计单位,要求采用其他基础形式或采取其他措施以降低工程造价原设计单位以地质情况复杂为由,拒绝修改4 •后来甲方找到另外一家建筑设计院,根据地质勘探报告,土层如下:• 第①层为素填土,平均厚度为2.5m;• 第②层为粉质粘土,承载力特征值为117kPa,最大厚度为 6.2m,最小厚度约为4.9m,平均厚度5.5m;• 第③层土为淤泥质土,承载力特征值为90kPa;• 第④层土为粉质粘土,平均厚度为7.5m;• 第⑤层土为粉砂; 第⑥层为岩层,但岩层埋深很不均匀,最小埋深为29m,最大埋深将近38m,岩层的承载力特征值为4000kPa,且岩层中有溶洞,地质报告中最大溶洞的厚度竟有3m,在所钻的孔中,岩层的溶洞率约为16%。

      • 地下水位标高为-2.800m场地土类别为二类钻孔位置基本上是根据柱位布置查看原设计的桩基础,最大桩径为1.7m,最小桩径为1.2m,平均桩长35m,仅桩基础的投资就超过140万基础补偿性设计实例:基础补偿性设计实例:云浮市某局综合楼的基础设计5 首先考虑采用换土法,但下卧层淤泥质土承载力不满足要求再考虑采用筏板基础,当基础埋深为-2.500m时,基础底面的压力计算得Pk=147.3kPa,,修正后的地基承载力特征值fa=137kPaPk=117.3kPa,满足要求基础补偿性设计实例:基础补偿性设计实例:6 通过对筏板基础和桩基础比较,筏板基础造价比桩基础少了七十多万,这样整个工程的投资就基本控制在甲方的投资预算范围之内,且筏板基础施工过程简单、时间短,又增加了建筑的使用功能(增加地下室),甲方表示很满意。

      现该工程建成近五年 ,变形已稳定,通过观测,没有大的下沉,沉降也很均匀,完全满足要求基础补偿性设计实例:基础补偿性设计实例:7 【例【例1】】基础埋深内土分为两层,重度分别为基础埋深内土分为两层,重度分别为γ1,,γ2,求基底附加压力求基底附加压力解题要点:解题要点:γ1 h1γ2 h2基底附加压力计算实例:基底附加压力计算实例:8 【例【例2】】 ::某轴心受压基础底面尺寸某轴心受压基础底面尺寸l=b=2ml=b=2m,基础顶面作,基础顶面作用用F Fk k=450kN=450kN,基础埋深,基础埋深d=1.5md=1.5m,已知地质剖面第一层为杂,已知地质剖面第一层为杂填土,厚填土,厚0.5m,γ0.5m,γ1 1=16.8kN/m=16.8kN/m3 3;以下为黏土;以下为黏土γγ2 2=18.5kN/m=18.5kN/m3 3,,试计算基底压力和基底附加压力试计算基底压力和基底附加压力基础自重及基础上回填土重基础自重及基础上回填土重【解】 9 二、地基中附加应力二、地基中附加应力• •附加应力:附加应力:附加应力:附加应力:建筑物荷载(建筑物荷载(p0)在地基中产生的应力。

      在地基中产生的应力• •计算假定:计算假定:计算假定:计算假定:地基土为均质,各向同性,用弹性理论计算地基土为均质,各向同性,用弹性理论计算1 1 1 1、竖向集中荷载作用下地基中、竖向集中荷载作用下地基中、竖向集中荷载作用下地基中、竖向集中荷载作用下地基中 附加应力计算附加应力计算附加应力计算附加应力计算布辛内斯克(法)布辛内斯克(法)布辛内斯克(法)布辛内斯克(法)公式公式公式公式::::K K——附加应力计算系数与附加应力计算系数与附加应力计算系数与附加应力计算系数与( (r , zr , z有关有关有关有关) )M(x,y,z)yxzPrσz10 二、地基中附加应力二、地基中附加应力11 附加应力扩散规律:Ø附加应力随深度增加而减小;Ø同深度水平方向越远附加应力越小;Ø附加应力成扩散状分布深度深度水平方向水平方向水平方向水平方向地面地面P附加应力扩散规律示意图附加应力扩散规律示意图12 2、竖向均布矩形荷载作用下附加应力计算、竖向均布矩形荷载作用下附加应力计算 矩形荷载(基础)角点下任意深度处附加应力值可根据矩形荷载(基础)角点下任意深度处附加应力值可根据前述布氏公式,应用力的叠加原理,得如下计算公式:前述布氏公式,应用力的叠加原理,得如下计算公式:式中:式中: KC—矩形荷载下附加应力矩形荷载下附加应力 计算系数计算系数(与与l / b,,z / b有关有关);; p0—基底附加压力。

      基底附加压力矩形荷载即:矩形荷载即:基底附加压力基底附加压力 (一)均布矩形荷载角点下附加应力计算(一)均布矩形荷载角点下附加应力计算(一)均布矩形荷载角点下附加应力计算(一)均布矩形荷载角点下附加应力计算p p0 0xz0M(z)blσz13 (二)均布矩形荷载任意点下应力(二)均布矩形荷载任意点下应力——角点法角点法 利用角点法和力的叠加原理求基底面任意点处的利用角点法和力的叠加原理求基底面任意点处的附加应力有如下四种情况:附加应力有如下四种情况:adcbefghoadcbefghoⅠⅠⅣⅣⅡⅡⅢⅢoⅠⅠⅡⅡoKc=KⅠ+KⅡKc=KⅠ+KⅡ+KⅢ+KⅣKc=Kob+Koc-Koa-KodKc=Kob+Kod-Koa-Koc例题例题14 【例【例3】基础底面尺寸】基础底面尺寸l=3m,,b=2m,基底附加,基底附加压力压力p0=100kPa,试计算基础底面中心点以下,试计算基础底面中心点以下z=2m,, z=4m 深处深处M点点的附加应力的附加应力 【解】【解】①①利用角点法,过利用角点法,过M点将基底面分成四个点将基底面分成四个矩形,矩形,M 点位于四个角点下。

      点位于四个角点下 ②②计算每个角点下计算每个角点下M点的附加应力系数:点的附加应力系数:Ø当当z=2m 时:时:l/b=1.5/1.0=1.5,,z/b=2/1=2.0,,查表得查表得Kc1=(0.1034+0.1103)/2=0.10685,,Ø当当z=4m 时:时:l/b=1.5/1.0=1.5,,z/b=4/1=4.0,,查表得查表得Kc2=(0.0362+0.0403)/2=0.03825M15 随深度增加,附加应力减小随深度增加,附加应力减小③③当当z=2m 时附加应力:时附加应力: 当当z=4m 时附加应力:时附加应力:④④计算分析:计算分析:Mxz0M(4)M(2)地基附加应力计算简图地基附加应力计算简图16 自 重 应 力::基 底 压 力:基底附加压力:附 加 应 力:本章小结本章小结17 天然地面天然地面基础底面基础底面附加应力附加应力分布曲线分布曲线自重应力自重应力分布曲线分布曲线地基应力分布示意图地基应力分布示意图18 刚才的发言,如刚才的发言,如有不当之处请多指有不当之处请多指正谢谢大家!  正谢谢大家!  19 。

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