原创《岩石地基墙下条形基础抗剪验算》：这是一篇与岩石地基墙论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
摘 要：通过利用有限元分析软件,分析了现规范上没有特别强调,但多数设计人员忽略的岩石地基上的条形基础的抗剪切验算,文章通过对有限元分析的应力图进行分析,对规范中条形基础抗剪验算的公式提出不同的见解.
关键词：条形基础；抗剪验算；有限元；岩石地基；斜压破坏
大连市是一个典型的山地城市,建筑地基多为岩石,随着高层建筑的兴建,为解决承载力和稳定问题,即使基岩埋藏很浅,设计人员也习惯于采用嵌岩桩基础.桩基础承载力较高,受力明确,设计方便,是一种很好的基础形式,但我们在设计过程中,很多情况是开挖即见中风化,在强度很高,基岩埋藏很浅的岩石地基上用桩基,存在施工困难,工程费用较高的弊病,桩基的使用更受到限制,而在这些情形下,以条形基础为代表的浅基础正可发挥其优势,取得更好的效果.
目前,岩石地基上的条形基础研究很少,个别工程采用时也是借鉴普通非岩石土质地基上条形基础的算法进行计算,而《建筑地基基础设计规范》-2002版在浅基础相应章节对浅基础的抗剪验算说明较为模糊,没有明确说明在什么情况下应该进行抗剪切验算,因为在大多土质地基情况下,抗冲切起控制作用,冲切满足,剪切自然就满足,但在非土质地基,即当地基承载力较高时,尤其是对岩石地基上,经过有限元模拟计算确定,并非是冲切控制,而是由剪切控制,如果仍套用土质地基下的验算方法,不进行抗剪验算,设计结果将是不安全的.
当基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度时,应按下列公式验算柱和基础交接处截面受剪承载力：
Vs≤0.7βhsftA0 （8.2.9-1）
βhs等于（800/h0）1/4 （8.2.9-2）
式中：Vs—柱和基础交接处的剪力设计值（kN）,图8.2.9中的阴影面积乘以基底平均净反力；βhs—受剪切承载力截面高度影响系数,当h0<800mm时,取h0=800mm；当h0>2000mm时,取h0等于2000mm；A0—验算截面处基础的有效截面面积（m2）.当验算截面为阶形或锥形时,可将其截面折算成矩形截面.
在常用的各种计算软件中,软件各自的内部条件考虑的也不同,中国建筑科学研究院开发的JCCAD软件由于后期制图较方便,是设计人员比较常用的软件,JCCAD进行了基础的抗弯、抗冲切、地基的承载力验算,但没有进行基础的抗剪切验算,而北京理正软件设计研究院开发的“理正结构”和工程师常用的计算软件“Morgain结构快速设计”在对浅基础的验算上对除了抗弯、抗冲切、地基的承载力验算外,还有抗剪切验算.
但是如果按照规范的公式去计算岩石地基下的条形基础,很多工程师会有疑惑,为什么计算出来的基础厚度巨大呢,甚至比用冲切控制的厚度大一个数量级,是否真的需要这么厚呢?
本文用Midas有限元结构计算软件进行了有限元模拟条形基础受力过程分析,图1～图5表示条形基础剖断面在线荷载作用下的有限元温度应力图,图1为地基反力系数接近于土质地基,图5为地基反力系数接近于岩石地基,图2～图4为土质地基到岩石地基的渐变）随着地基反力系数的增大,基板的冲切和剪切似乎是一个量变的过程,由基板的有效应力分界线可看出.最初的状态为基础整体沉降,基板没有变形,随着地基反力系数的增大,基板的变形由线性渐渐变为非线性,基板被墙体沿近似45度角冲切破坏,此时地基反力系数继续增大,冲切的破坏角度由45度逐渐变小了,当地基反力系数大到一定程度,即当基岩强度等于混凝土强度时,基板翼缘的变形为零,即理论上不需要翼缘,墙体自身面积已能够承担上部荷载,如果上部荷载继续增大,最终破坏形式为基板在墙体边界垂直范围内的混凝土被压坏.由此可见,当地基承载力较大时,冲切角度并非我们常常认为的45°,所以应进行抗剪切验算.
但此时的整个冲切角内的混凝土压应力是非常大的,如果我们仍然采用规范中的公式去计算墙边的混凝土底板的抗剪,是否合适.
我们知道,剪切破坏有剪拉破坏、斜压破坏、剪压破坏三种形式,我们通常设计构件时是通过构造措施（最小配筋率和分布钢筋最大间距等）防止发生剪拉破坏和斜压破坏,通过计算确定构件中需要配置的箍筋数量,防止发生剪压破坏.
《地规》中所给出的公式为剪压破坏的公式.
我们从图中明显的看到当地基的压缩模量和承载力不断增大时,整个冲切角内的混凝土压应力非常大时,基础发生的破坏其实是斜压破坏,应该采用斜压破坏的公式去验算基础厚度：
《混凝土结构设计规范》第6.3.1 条矩形、T形和I形截面受弯构件的受剪截面应符合下列条件：
当hw/b≤4时V≤0.25βcfcbh0
当hw/b≥6时V≤0.2βcfcbh0
当4 式中：V—构件斜截面上的最大剪力设计值；βc—混凝土强度影响系数：当混凝土强度等级不超过C50时,βc取1.0；当混凝土强度等级为C80时,尺取0.8；其间按线性内插法确定；b—矩形截面的宽度,T形截面或I形截面的腹板宽度；h0—截面的有效高度； hw—截面的腹板高度：矩形截面,取有效高度；T形截面,取有效高度减去翼缘高度；I形截面,取腹板净高. 本公式目的首先是防止构件截面发生斜压破坏（或腹板压坏）,即为发生剪压破坏的临界值,经过试算,使用该公式验算,条形基础可以控制在一个合理的厚度,大致可以冲切验算时的厚度在2倍上下以内,而且大部分情况是由冲切控制,这和有限元的计算试验相吻合,故岩石地基下的墙下采用条形基础时,应该进行抗剪切验算,但规范提供公式过于保守,工程师在设计时应根据实际情况进行酌情考虑. 岩石地基墙论文参考资料： 结论：岩石地基墙下条形基础抗剪验算为关于对不知道怎么写岩石地基墙论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文岩石地基论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。
