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自然地基上基础变形计算的误差分析

时间:2018-04-07 09:11:25 来源:中原桩工

​自然地基上基础变形计算的误差分析
中原桩工、长螺旋钻机、钻机、打桩机、三轴搅拌桩机、卓晟机械
one、

在地基上建造建筑物后,地基土将在基底附加压力引起的附加应力作用下产生新的变形,这种变形一般包括体积变形和形状变形。地基土中的体积变形通常表现为体积缩小,而这种在外力作用下土体积缩小的特性称为土的压缩性。计算地基变形时,传至基础地面上的荷载应按长期效应组合,不考虑风荷载及地震作用,地基变形计算是正常使用极限状态一个关键问题,建筑物地基变形的计算值,不应大于地基变形的允许值。因此提高变形计算的精度成为变形计算的首要问题。

two. 变形计算

地基变形计算依据下面的基本假设

(1)土粒本身变形不计,土的压缩由颗粒移动引起孔隙体积减少的结果;

(2)土体只产生竖向压缩,无侧向变型;

(3)土层均质,且计算厚度范围内压力均匀分布。

建筑物的沉降计算需涉及以下内容:

(1) 建筑物重量。建筑物层数越高自重越大,作用在基础底面上的接触压力就越大,地基的沉降量也就越大;

(2) 建筑物分布情况。在轴心压力作用下,基础产生均匀沉降,而在偏心压力作用下,地基产生不均匀沉降;

(3) 基础的刚度。其中刚性基础受集中力作用,会强迫地基产生均匀的沉降,而柔性基础由于刚度很小,将随地基一起变形,因此,必须使基础两侧的单位荷载比中间大才能使地基大致均匀的下沉。

各类建筑物的变形控制如下表1所示,具体控制值参见地基规范。

 

各类建筑的变形控制特征

建筑物类型

砌体承重结构

框架结构

单层排架结构

多层和高层建筑或高耸结构

必要时控制平均沉降量

地基变形控制特征

局部倾斜

相邻柱基沉降差

倾斜

 

沉降计算公式如下式所示:

图片未命名

3. 变形计算误差分析

目前,我国地基沉降计算多采用的是传统的分层总和法,由于其假定一维压缩、柔性基础、采用附加压力计算等因素的影响,计算值通常远大于实测值。随着大规模高层建筑的出现,整体筏板基础因其具有整体刚度大、能够调节不均匀沉降、提供较大地下使用空间等优点而成为高层建筑常用的基础形式。分层总和法已经不能满足工程建设的需要。对于规范规定的常规计算方法,主要存在以下不足:

1 土体方面

(1) 土体测试参数为应力释放之后的参数

(2) 土体本身受到扰动

(3) 土体含水量发生变化

地基土的压缩模量要根据不同深度地基土的性质分别来做,因为要涉及作用力的大小、土的含水量、孔隙比和塑性指数变化因素,它不是一个固定的数值,在实际计算过程中应该根据不同的压力段采用不同的压缩模量。

2 计算压力没有考虑上部结构刚度的影响:规范中给的修正系数是没有考虑上部结构刚度影响下的沉降修正系数,在考虑上部结构刚度后,沉降系数如何修正需进一步明确。

3 基底附加应力计算考虑的均质土体条件下的应力计算,而实际土体均是成层土,两者还是有差别的,同时地基反力的分布形式也不是平均分布,这和实际也是有差别的。

图片未命名

图片未命名

上述四个方面都与上部结构计算有本质的不同,他们都会给地基变形带来误差,因此地基计算值和地基实际变形是有误差的。
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