墙下偏心条形基础最优宽度计算.pdf

《河南水利)2006年第2期 e百家谭e 墙下偏心条形基础最优宽度计算 口张家亮 (河南省水利水电学校誊溪i 口孙华群 (周口市水务局) 1 问题提出 全三角形分布，属于情况1；当由式(2)计算出的Pt1．2f时， 墙下条形基础是软土地基上基础的常用形式。墙下偏心条 说明不满足地基强度条件，需增大基础宽度。这时，设计基础的 形基础宽度是该类型基础设计的关键。墙下条形基础宽度的计 地基反力呈梯形分布，属于情况2；当由式(2)计算出的P． 算，有2种基本情况：一是按中心基础计算；二是按偏心基础计 1．2f时，说明地基承载力没有充分发挥，需减小基础宽度。这 算。中心基础的地基反力呈均匀分布，偏心基础的地基反力分布 时，设计基础的地基反力呈残三角形分布，属于情况3。 有3种情况：①地基反力呈全三角形分布，即地基反力集度沿基 3 L计算式 础宽度一端为零，另一端最大为P。；②地基反力呈梯形分布，一 设L为墙下偏心基础的最优宽度。 端最小为P2，另一端最大为P．；③地基反力呈残三角形分布，即 N+v／-N2--6NrHa 情况1：．。 ，1、 L_b L。， 地基反力沿基础宽度的一部分处为零。另一端最大为P．。 2——■矿一一 一般讲，基础的中心或偏心是人为设计的，在通常情况下， 情况2：如图3所示，将增加宽度△L后的基础上所有主动 应优先考虑设计成中心基础。当新建建筑物墙体紧靠已有建筑 力向其中心简化，其结果为： 墙体，使新建墙下条形基础宽度在墙的一侧受到限制且不满足 中心基础地基承载力要求等情况下，必须将基础设计成偏心 则地基反力的最大值和地基的强度条件： 的。墙下偏心基础的宽度L，有无穷多个满足地基承载力要求 的值，其中唯一的最小宽度，就是墙下偏心条形基础的最优宽 Pl=气訾岩+业器盖掣扎2r 度。因为基础宽度最小，使挖基槽土方量最小，基础体积最小， 由上式解得基础的最优宽度为： 配筋量最小，总造价最小。 墙下条形基础宽度，可根据平衡条件和地基强度条件计算 得到。但对偏心条形基础，其地基反力分布有3种情况，在计算 基础宽度时，地基反力的分布形式是未知的，使计算基础宽度 遇到困难，这正是本文首先要解决的问题。解决地基反力分布 形式之后，就可以具体推导出各种情况下，基础最优宽度的计 算公式，这就是本文要解决的全部问题。 2 情况判断 基础在由墙传至地表标高处的竖向荷载N与基础及其上 土重共同作用下，使地基反力呈全三角形分布的基础宽度，称 为基础的临界宽度，以L0表示。当基础宽度大于其临界宽度时 地基反力呈梯形分布；当基础宽度小于其临界宽度时，地基反 力呈残三角形分布。 如图1所示，N至基础宽度受限制方向一端的最大距离为 a，基础底面至填土表面平均标高处的距离为H，基础及其上面 土的平均容重为r。，试求基础临界宽度k(取基础长度为单位 地基反力分布长度为：L=3[0．5(k—AL)一e]； ^^，，～■’，^，^’，、‘^，，、，^，^^^，，、^^，^^^，^ 由平衡条件∑Y=0得P-和地基强度条件为： 皇 _ J ＼＼ ＼＼ ＼＼ 由式(5)、(6)解得： R ，1 C， 九f，、、A 图1 图2 4 简要结语 基础的受力图如图2所示，由于地基反力呈三角形分布， 4．1 本文提出墙下偏心基础最优宽度的直接计算法，为工程 则N对三角形形心之矩等于rHLo对三角形形心之矩，由此得：设计提供了理论方法。