地基承载力计算以及抗冲切抗剪切计算公式
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独立基础抗冲切验算例题独立基础抗冲切验算例题一、问题描述在进行土木工程设计时,需要对独立基础的抗冲切能力进行验算。
本文将通过一个具体的例题,介绍独立基础抗冲切验算的方法和步骤。
二、问题分析独立基础是一种常用的土木工程基础形式,其承载结构荷载并将荷载传递到地基中。
在实际应用中,独立基础可能会受到外部力的作用,如地震、风荷载等,这时就需要对其抗冲切能力进行验算。
为了对独立基础抗冲切能力进行验算,需要先了解以下几个参数:1. 基底土壤强度参数:包括黏聚力和内摩擦角。
2. 独立基础尺寸参数:包括宽度、长度和深度。
3. 荷载参数:包括垂直荷载和水平荷载。
4. 土层厚度和性质参数:包括土层厚度、密度、孔隙比等。
5. 基底土壤类型参数:包括岩性、颗粒大小等。
三、实例分析假设一个独立基础的尺寸为2m×3m×1.5m,基底土壤类型为砂土,黏聚力为0,内摩擦角为30度。
该基础承受的垂直荷载为1000kN,水平荷载为200kN。
地下土层厚度为10m,密度为1.8g/cm³,孔隙比为0.4。
根据以上参数,可以通过以下步骤进行独立基础抗冲切验算:步骤一:计算基底土壤的承载力根据摩尔-库仑理论,可以得出基底土壤的极限承载力公式:qult = c + σn tan(φ)其中,qult表示极限承载力;c表示黏聚力;σn表示有效应力;φ表示内摩擦角。
在本例中,由于黏聚力c=0,则可得出:qult = σn tan(φ) = 10 × 1.8 × tan(30°) ≈ 93.53kPa 步骤二:计算水平和垂直荷载的有效应力根据有效应力公式:σn = σ - u其中,σ表示总应力;u表示孔隙水压。
在本例中,由于孔隙比e=0.4,则可得出:u = e × γ × H = 0.4 × 1.8 × 10 ≈ 7.2kPaσn垂直= (1000 ÷ (2 × 3)) + 7.2 ≈ 183.3kPaσn水平= (200 ÷ (2 × 3)) + 7.2 ≈ 40.8kPa步骤三:计算基础的抗冲切力根据基础抗冲切力公式:R = qult × Bp + σn水平× Lp - σn垂直× Wp其中,Bp表示基础宽度;Lp表示基础长度;Wp表示基础深度。
筏板基础分为平板式筏基和梁板式筏基,平板式筏基支持局部加厚筏板类型;梁板式筏基支持肋梁上平及下平两种形式,下面就筏基的分析计算做详细阐述。
(1 )地基承载力验算地基承载力验算方法同独立柱基,参见第17.1.1节内容。
对于非矩形筏板, 抵抗矩W采用积分的方法计算。
(2 )基础抗冲切验算按GB50007-2002第8.4.5条至第8.4.8条相关条款的规定进行验算。
①梁板式筏基底板的抗冲切验算底板受冲切承载力按下式计算*50.70/认式中:F i ——作用在图17.1.5-1中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值;B hp——受冲切承载力截面高度影响系数;U m ――距基础梁边h°/2处冲切临界截面的周长;f t ――混凝土轴心抗拉强度设计值。
图17.1.5-1 底板冲切计算示意②平板式筏基柱(墙)对筏板的冲切验算计算时考虑作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩所产生的附加剪力,距柱边h o/2处冲切临界截面的最大剪应力T max应按下列公式计算石匸和十aM影』- r max^0.7(0.4 +1.2/A)ApZ. 1乙二I----- 2 -- --------1 十3«)式中:F ——相应于荷载效应基本组合时的集中力设计值,对内柱取轴力设计值减去筏板冲切破坏锥体内的地基反力设计值;对边柱和角柱,取轴力设计值减去筏板冲切临界截面范围内的地基反力设计值;地基反力值应扣除底板自重;U m ――距柱边h o/2处冲切临界截面的周长;M unb ――作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩设计值;C A B――沿弯矩作用方向,冲切临界截面重心至冲切临界截面最大剪应力点的距离;I s ――冲切临界截面对其重心的极惯性矩;B s——柱截面长边与短边的比值,当B s<2时,B s取2;当B s>4时,B s取4 ;c i——与弯矩作用方向一致的冲切临界截面的边长;C2——垂直于C i的冲切临界截面的边长;a s ――不平衡弯矩通过冲切临界截面上的偏心剪力传递的分配系数;③平板式筏基短肢剪力墙对筏板的冲切验算短肢剪力墙对筏板的冲切计算按等效外接矩形柱来计算,计算方法完全同柱对筏板的冲切,等效外接矩形柱参见图17.1.5-2 。
基础抗冲切验算基础是建筑物最重要的支撑结构之一,承受着建筑物的重量和动力作用。
因此,基础的设计和验算非常重要。
其中,基础的抗冲切验算是其中必不可少的一部分。
什么是抗冲切验算?抗冲切验算是基础验算中的一种,它是指基础对水平或倾斜荷载的抗冲切能力。
在地震、风灾等突发自然灾害和建筑物运行中,都会产生冲击荷载,抗冲切验算的目的就是确保基础在这种情况下也能够稳定承载建筑物。
抗冲切验算的步骤抗冲切验算的步骤主要包括基础的单向和双向抗冲切验算。
具体步骤如下:1. 单向抗冲切验算对于单向荷载来说,基础的抗冲切能力主要来自于混凝土剪应力承载力和地基的摩阻力。
(1)计算混凝土剪应力承载力,可以采用以下公式进行计算:Vc = 0.33fckbwd其中,Vc为混凝土剪应力承载力,fck为混凝土立方体抗压强度,bw 为基础的宽度,d为混凝土基础高度。
(2)计算地基的摩阻力,可以采用以下公式进行计算:Fmr = Cfr × P其中,Fmr为地基摩阻力,Cfr为地基的摩阻系数,P为地基承受的垂直荷载。
2. 双向抗冲切验算对于双向荷载来说,基础的抗冲切能力主要来自于混凝土剪应力承载力、地基的摩阻力和钢筋排布确定的双向桁架系统的贡献。
(1)计算混凝土剪应力承载力,与单向抗冲切验算相同。
(2)计算地基的摩阻力,与单向抗冲切验算相同。
(3)确定钢筋的排布方式,采用双向桁架系统,通过对桁架系统内钢筋的计算,可以得出双向荷载下带双向桁架加固的抗冲切能力。
需要注意的是,以上计算仅是抗冲切验算中的一部分,还有很多其他的验算工作需要进行,如基础的承载力验算等。
抗冲切验算的重要性抗冲切验算可以有效确保基础的稳固性,避免在突发自然灾害或建筑物运行中发生的意外事故。
一旦基础抗冲切能力不足,就会导致建筑物倾斜、移动、甚至倒塌。
因此,在基础设计中,抗冲切验算是至关重要的一个环节。
总结基础抗冲切验算是基础设计中必不可少的一项工作。
通过对混凝土剪应力承载力、地基的摩阻力以及钢筋排布确定的双向桁架系统等因素进行计算,可以确保基础在突发自然灾害和建筑物运行中的稳定性和安全性。
承台抗冲切和剪切计算在进行混凝土构件设计,如板、基础、承台,经常会遇到是否要同时验算冲切和剪切的问题,规范针对不同的构件规定了必须验算的内容,但是对冲切和剪切概念上,仍有很多地方不甚清楚。
出于稳妥考虑,我们对冲切和剪切的概念和具体验算的选择做进一步的说明。
一、常见规范中对冲切和剪切承载力验算的条款下表总结了常见规范中对冲切和剪切承载力验算的条款:表一常见规范对冲切和剪切承载力的验算要求综合各现行规范,对验算冲切承载力的同时,是否要做抗剪验算,有如下结论:1.对普通板类构件,各规范未明确规定需要验算剪切承载力;2.对无筋扩展基础,各规范均要求对基地反力大于300Kpa的情况验算受剪;3.对扩展基础,国家地基规范在条文说明8.2.7和附录S中提到了柱下独立基础的斜截面受剪折算宽度,可见是应该做抗剪验算的;广东省地基基础规范9.2.7,明确要求验算墙下条基的受剪承载力,要求附加条件验算柱下矩形基础受剪承载力;4.对桩承台和梁板式筏板基础,各规范均明确要求同时验算剪切承载力。
5.由上可见,通常抗剪验算都是没法省略的。
各规范对冲切和剪切承载力验算的荷载取值、计算截面略有差别,选用公式时宜慎重。
二、对常见混凝土构件关于剪切和冲切对比的内容收集表二冲切和剪切的若干对比三、广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的看法广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的描述,参见条文说明9.2.7,摘录如下:“一般说来,柱下单独基础板双向受力,墙下条形基础板单向受力,冲切和剪切,其破坏机理类似,承载力均受混凝土的抗拉强度所控制。
不同的是剪切破坏面可视为平面,而冲切破坏面则可视为空间曲面,如截圆锥、截角锥或棱台及其他不规则曲面等。
故剪切又称单向剪切(one way sherar);冲切有时候也称冲剪,又称双向剪切(punching, two way shear)。
对于双向受力的柱下单独基础应验算控制截面的受冲切承载力,必要时应验算抗剪承载力;对于单向受力的墙下条形基础只需验算控制截面的受剪承载力……“实际工程中有这种情况,由于场地或者柱网布置所限,柱下独立基础长边与短边之比大于2,基础底板近乎单向受力,应验算基础的受剪切承载力。
地基承载力问答1、地基承载力计算公式是什么?怎样使用?答1、f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγο(d-0.5)式中:fk——垫层底面处软弱土层的承载力标准值(kN/m2)ηb、ηd——分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数b--基础宽度(m)d——基础埋置深度(m)γ--基底下底重度(kN/m3)γ0——基底上底平均重度(kN/m3)答2 、你想直接用标贯计算承载力,是可行的,承载力有很多很多的计算方法,标贯是其中的一种,但目前规范都逐渐取消了,老版本的工程地质手册记录了很多的世界各地(包括中国)的标贯锤击数N确定承载力的公式,你可以从中选择一个适合你所在地方条件的公式来计算。
答3、根据土的强度理论公式确定地基承载力特征值公式:fa=Mb*γ*b+Md*γm*d+Mc*Ck其中Ck为粘聚力标准值,由勘察单位实地勘察、实验确定,在勘察报告上按土层列表显示。
2、地基承载力计算公式中的d如何取值?d是地基的埋置深度还是基底到该层土层底的深度?答、d就是基础埋置深度(m),一般自室外地面标高算起。
在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。
对于地下室,如采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。
3、地基承载力计算公式如何推导答、你可以到百度文库里面下载一个GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》,里面有详细的给你介绍的!4、地基承载力计算公式是什么?具体符号代表什么?怎样计算?答、 1、地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定。
2、当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,尚应按下式修正:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)式中fa--修正后的地基承载力特征值;fak--地基承载力特征值ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数γ--基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度;b--基础底面宽度(m),当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值;γm--基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度;d--基础埋置深度(m),一般自室外地面标高算起。
塔吊起升高度H=i0im混凝土强度等级:C35, 基础埋深D=4.5m基础承台厚度h=1.5m, (GB50007-2002)第5.2条承载力计算 2(F + G)一、参数信息塔吊型号:TC5610, 塔吊倾覆力矩M=800kN.m 塔身宽度B=1.6m 自重 F1=450.8kN, 最大起重荷载F2=60.00kN,二、基础最小尺寸计算基础最小厚度:H=1.5m基础最小宽度:Bc=5.0m三、塔吊基础承载力计算 依据《建筑地基基础设计规范》 计算简图:当不考虑附着时的基础设计值计算公式:口 F + G MP = ---------- 4- --吨 髯 断当考虑附着时的基础设计值计算公式:当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式:式中F ——塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重和最大起重荷载,F=1.2 X510.8=612.96kN ;G ------- 基础自重与基础上面的土的自重:G=1.2 X( 25.0 X 5X 5X 1.5+20 爲X5X4.7) =3945kN ;Bc——基础底面的宽度,取Bc=5.000m;W ——基础底面的抵抗矩,W=B X Bc X Bc/6=20.83m3;M ——倾覆力矩,包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩,M=1.4X 800=1120kN.m a 、合力作用点至基础底面最大压力边缘距离( m,按下式计算:a=Bc/ 2-M/ F+Ga=5.01 / 2-1120 / 612.96+3945=2.505-1120 / 4557.96=2.505-0.245=2.26m经过计算得到:无附着的最大压力设计值P max=(612.96+3954)/5.01 2+800/20.83=81.580kPa ;无附着的最小压力设计值P min=(612.96+3954)/5.01 2-800/20.83=143.18kPa ;有附着的压力设计值P=(612.96+3954)/5.01 2=181.59kPa偏心距较大时压力设计值:Pk max=2 X (612.96+3954)/3 X 5.01 X 2.26=268.36 kPa ; 四、地基承载力验算地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第5.2.3条计算公式如下:+ 7b - 3) + 啓殊-0.5)fa-- 修正后的地基承载力特征值(kN/m2);f ak--地基承载力特征值,根据地堪报告取400.000kN/m2;n b基础宽度地基承载力修正系数取0.50nd基础埋深地基承载力修正系数取2.0Y、基础底面以下土的重度,取20.000kN/m3;b、基础底面宽度(m),取5.000m;d 、基础埋置深度(m)取4.7m;解得地基承载力设计值:fa=588kPa;实际计算取的地基承载力设计值为:fa=588kPa ;地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值Pmax=219.99kPa满足要求!地基承载力特征值1.2 x fa大于偏心较大时的压力设计值Pkma满足要求!五、基础受冲切承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第827条验算公式如下:式中环---受冲切承载力截面高度影响系数,取0p=0.96;f t --- 混凝土轴心抗拉强度设计值,取f t=1.5MPa;a m --- 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:% =⑷+巧"2am=3.5m ;h o --- 承台的有效高度,取h o=1.45m;P j --- 最大压力设计值,取P j=219.99KPa;F l ---实际冲切承载力:F i = P i A iF i=219.99 x (5.01+5) x 1.05/2=55.05kN。
筏板基础计算筏板基础分为平板式筏基和梁板式筏基,平板式筏基支持局部加厚筏板类型;梁板式筏基支持肋梁上平及下平两种形式,下面就筏基的分析计算做详细阐述。
(1)地基承载力验算地基承载力验算方法同独立柱基,参见第17.1.1节内容。
对于非矩形筏板,抵抗矩W采用积分的方法计算。
(2)基础抗冲切验算按GB50007-2002第8.4.5条至第8.4.8条相关条款的规定进行验算。
①梁板式筏基底板的抗冲切验算底板受冲切承载力按下式计算式中:F l——作用在图17.1.5-1中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值;βhp——受冲切承载力截面高度影响系数;u m——距基础梁边h0/2处冲切临界截面的周长;f t——混凝土轴心抗拉强度设计值。
图17.1.5-1 底板冲切计算示意②平板式筏基柱(墙)对筏板的冲切验算计算时考虑作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩所产生的附加剪力,距柱边h0/2处冲切临界截面的最大剪应力τmax应按下列公式计算。
式中:F l——相应于荷载效应基本组合时的集中力设计值,对内柱取轴力设计值减去筏板冲切破坏锥体内的地基反力设计值;对边柱和角柱,取轴力设计值减去筏板冲切临界截面范围内的地基反力设计值;地基反力值应扣除底板自重;u m ——距柱边h0/2处冲切临界截面的周长;M unb——作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩设计值;c AB——沿弯矩作用方向,冲切临界截面重心至冲切临界截面最大剪应力点的距离;I s——冲切临界截面对其重心的极惯性矩;βs——柱截面长边与短边的比值,当βs<2时,βs取2;当βs>4时,βs取4;c1——与弯矩作用方向一致的冲切临界截面的边长;c2——垂直于c1的冲切临界截面的边长;a s——不平衡弯矩通过冲切临界截面上的偏心剪力传递的分配系数;③平板式筏基短肢剪力墙对筏板的冲切验算短肢剪力墙对筏板的冲切计算按等效外接矩形柱来计算,计算方法完全同柱对筏板的冲切,等效外接矩形柱参见图17.1.5-2。
土的抗剪强度试验计算公式土的抗剪强度试验是工程领域常用的一种试验方法,用来评估土体抗剪强度的特性。
根据土壤力学理论,土体的抗剪强度与土体内部的剪切应力和剪切应变之间的关系密切相关。
因此,在进行土的抗剪强度试验时,需要计算出剪切应力和剪切应变之间的关系,以得出土的抗剪强度。
在土的抗剪强度试验中,通常采用剪切试验来评估土的抗剪强度。
剪切试验包括直剪试验和三轴剪切试验两种常见的试验方法。
下面将分别介绍这两种剪切试验的计算公式。
直剪试验是将试样切割成一个矩形或正方形的形状,通过在试样上施加剪切力来破坏试样。
直剪试验中,首先需要测量试样的尺寸和应力,然后计算出剪切应力和剪切应变之间的关系。
a)计算剪切强度剪切强度是衡量土体抗剪切性能的一个重要参数。
剪切试验中,剪切强度可以通过以下公式计算:τ=P/A其中,τ表示剪切应力,P表示施加在试样上的剪切力,A表示试样的剪切面积。
b)计算剪切应变剪切应变是衡量土体剪切变形程度的指标。
剪切试验中,剪切应变可以通过以下公式计算:γ=δ/h其中,γ表示剪切应变,δ表示试样侧面位移,h表示试样的高度。
三轴剪切试验是将试样置于双轴或三轴应力状态下进行的试验。
在三轴剪切试验中,试样的应力状态会发生变化,需要计算出不同应力状态下的剪切应力和剪切应变之间的关系。
a)计算应变三轴剪切试验中,应变可以通过以下公式计算:ε=δ/H其中,ε表示应变,δ表示试样顶面位移,H表示试样的高度。
b)计算应力根据奥地利认为,土壤在弹性阶段的剪切应力可以通过以下公式计算:τ = 2σ tan(φ/2)其中,τ表示剪切应力,σ表示正应力,φ表示内摩擦角。
综上所述,土的抗剪强度试验中,根据不同的试验方法,可以通过不同的计算公式计算出剪切应力和剪切应变之间的关系,从而评估土的抗剪强度。
需要注意的是,土壤的性质受多种因素的影响,计算公式只是一种理论模型,在实际应用中需要结合具体情况进行分析。
筏板基础分为平板式筏基与梁板式筏基,平板式筏基支持局部加厚筏板类型;梁板式筏基支持肋梁上平及下平两种形式,下面就筏基的分析计算做详细阐述。
(1)地基承载力验算地基承载力验算方法同独立柱基,参见第17、1、1节内容。
对于非矩形筏板,抵抗矩W采用积分的方法计算。
(2)基础抗冲切验算按GB50007-2002第8、4、5条至第8、4、8条相关条款的规定进行验算。
①梁板式筏基底板的抗冲切验算底板受冲切承载力按下式计算式中:F l——作用在图17、1、5-1中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值;βhp——受冲切承载力截面高度影响系数;u m——距基础梁边h0/2处冲切临界截面的周长;f t——混凝土轴心抗拉强度设计值。
图17、1、5-1 底板冲切计算示意②平板式筏基柱(墙)对筏板的冲切验算计算时考虑作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩所产生的附加剪力,距柱边h0/2处冲切临界截面的最大剪应力τmax应按下列公式计算。
式中:F l——相应于荷载效应基本组合时的集中力设计值,对内柱取轴力设计值减去筏板冲切破坏锥体内的地基反力设计值;对边柱与角柱,取轴力设计值减去筏板冲切临界截面范围内的地基反力设计值;地基反力值应扣除底板自重;u m ——距柱边h0/2处冲切临界截面的周长;M unb——作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩设计值;c AB——沿弯矩作用方向,冲切临界截面重心至冲切临界截面最大剪应力点的距离;I s——冲切临界截面对其重心的极惯性矩;βs——柱截面长边与短边的比值,当βs<2时,βs取2;当βs>4时,βs取4;c1——与弯矩作用方向一致的冲切临界截面的边长;c2——垂直于c1的冲切临界截面的边长;a s——不平衡弯矩通过冲切临界截面上的偏心剪力传递的分配系数;③平板式筏基短肢剪力墙对筏板的冲切验算短肢剪力墙对筏板的冲切计算按等效外接矩形柱来计算,计算方法完全同柱对筏板的冲切,等效外接矩形柱参见图17、1、5-2。
以我的理解说说其中的区别,说不对希望大家批评指正:冲切是整个截面的混凝土拉应力的分量来抗剪,常常没有钢筋量加入,也常常对二维构件而言。
斜截面抗剪是混凝土斜截面上抵抗剪力的能力,常常有钢筋量的加入,也常常对一维构件而言。
剪切好像是材料力学里面的一个概念,相对于拉伸,弯曲,扭转而言的,和我们实际上说的混凝土抗剪抗冲切不是一个概念。
应该的二维和三维的区别,都是针对剪力的。
为什么是二维和三维的区别那?梁和柱子都是一维构件,板墙是二维构件,三维构件是什么?是结构体了。
冲切和抗剪都是承受与构件垂直方向的力(非力偶),这个是他们的共同点。
抗剪你增加一定的钢筋或许可以通过,抗冲切一般是不考虑普通钢筋的作用,你混凝土不够,就必须提高强度或者增加截面。
回三楼:楼板要抗冲切(一般情况下是满足的),无梁板,筏板,桩基承台,板上局部荷载,独立基础板……这些都要验算冲切。
看了你的回贴,再请教一个问题。
我现在是这样理解的。
冲切和抗剪其实没有本质上的区别,都是承受与构件垂直方向的力(非力偶),区别在于由谁来承受这个垂直方向的力,如果这个力在梁上,那么就由箍筋来承受,这叫抗剪。
如果这个力在板上,板上没有设置专门用来承受垂直方向力的钢筋,所以只能由混凝土来承受,这叫冲切。
这些是由梁板等构件的截面特性决定的。
我以上的理解是否正确??梁的抗剪还和什么有关呢?你注意一下斜截面验算的简图,你会发现那里除了力平衡之外还有一个力偶平衡,而冲切,只有一个力平衡,当然比如偏心引起的应力分布不均匀那个不算力偶平衡,那个是整体而言的,但从一个地方的断面就是只有一个力平衡。
你后面的理解是对的,不过本质区别有没有,我也说不清楚,如果说本质是效应与抗力关系,那就没有区别了。
我的理解深度还不够,呵呵。
这个问题的确很复杂,问过许多总工,总也没有得到有说服力的解释。
摆摆我的粗见,希望大家讨论:1 笼统讲,两种破坏都属于剪切破坏的范畴。
我不会贴图,不知我能否说清楚.....取出破坏面上的一个四方形微元体(材料力学概念).各个面上都作用有剪应力,其在两个45对角线上分别切开两个面,就是冲切,剪切的破坏面.可以分别得到一个主拉应力,和一个主压应力..希望大家画画图,我们一同思考一下.2 冲切破坏是斜裂面上垂直斜裂缝角度上的主拉应力过大造成的破坏,通称斜拉破坏。
天然地基承载力计算公式
1.文氏公式
文氏公式是最早提出的计算地基承载力的公式之一,适用于较浅的基础设计。
文氏公式的表达式如下:
Q=c*Nc+γ*D*Nq+0.5*γ*B*Nγ
其中,Q表示承载力,c表示地基的粘聚力,Nc为粘聚力系数,γ为土壤的容重,D为基础的宽度或直径,Nq为内摩擦角系数,B为基础的长度,Nγ为地基墙面摩擦角系数。
2.森氏公式
森氏公式是用于计算较深基础的承载力的公式,适用于深基坑设计。
森氏公式的表达式如下:
Q=c*Nc+γ*Df*Nq+0.5*γ*B*Nγ
其中,Q表示承载力,c表示土壤的粘聚力,Nc为粘聚力系数,γ为土壤的容重,Df为基础底部到承载层的有效深度,Nq为内摩擦角系数,B 为基础的长度,Nγ为地基墙面摩擦角系数。
3.线性弹性法
线性弹性法是一种利用弹性模量和壳层传递模量计算地基承载力的方法。
根据线性弹性理论,地基承载力可以表示为:
Q=k*Δh
其中,Q表示承载力,k为弹性系数,Δh为地基变形。
通过计算地基的变形,可以得到地基的承载力。
以上是常用的几种天然地基承载力计算公式,其中每种公式的应用范围略有不同。
在实际工程中,应根据工程要求和土壤的特性选择合适的公式进行承载力的计算。
同时,还需要对土壤性质进行野外和室内试验,以获取土壤的参数值,并考虑工程的安全系数,确保基础设计的可靠性。