注冊結構工程師輔導:基底接觸應力計算
更新時間:2010-08-02 11:03:31
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二.附加應力
附加應力指由建筑物荷載引起的土中新增加的應力,根據土的位置主要分為基底處的附加應力和土中的附加應力。
(一)基底接觸應力計算
建筑物荷載通過基礎傳給地基的壓力,稱為基底壓力,地基反作用于基礎底面的反力稱為接觸應力。根據彈性理論分析,基底接觸應力分布規律取決于基礎的剛度和地基的變形條件兩者共同工作的結果。如果基礎是柔性的,能跟隨地基土表面變形而變形,則基底反力分布規律與上部荷載分部形式一致,見圖12-2-2所示。上部荷載是均布,基底反力也是均布但基礎變形是不均勻的與地基變形一致中間大,兩邊小。當基礎剛度為絕對剛性時,由于基礎本身不能變形,基礎底面保持一平面。因此它將迫使地基的沉降各點一致為一常數,所以基底接觸應力分布與上部荷載分布不同;與地基土的性質、基礎的形狀、埋置深度等因素有關。見圖12-2-3所示。圖12-2-3(a)是根據彈性理論分析得到的反力分布形式,基礎邊緣的應力為無窮大,這一部位土產生塑性變形,因此接觸應力只能呈圖12-2-3(b)馬鞍型;當荷載增大時,邊緣塑性區發展,應力調整,中間部位應力增加而成圖12-2-3(c)拋物線形;當地基接近破壞時,基底接觸應力呈圖12-2-3(d)的鐘形。
根據圣維南原理,在總荷載保持定值的前提下,基底應力分布的形狀對土中應力分布的影響超過一定深度后就不顯著了。除了基礎結構設計時需要考慮基底應力分布形狀外,在實用上可以采用材料力學簡化計算方法確定基底應力分布。
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