也谈单向偏心荷载下地基承载力验算的控制因素 柱脚极限承载力验算

也谈单向偏心荷载下地基承载力验算的控制因素

——对《关于土力学中几个值得商榷的问题》的商榷意见

古今强

博主按:本文发表于2009年7月的《岩土工程界》(CN11-4489/TD)

贵刊2009年第2期刊登了王小群同志的《关于土力学中几个值得商榷的问题》[1]一文。该文第一部分对基底平均压力的计算进行了比较详细的讨论,认为现行多数教材“没有说明基底压力重分布时的平均压力的计算,只有基底最大压力的计算”不妥,并认为不准确计算这种情况下的平均压力“将可能出现地基设计承载力偏低,给工程带来危险”。

对该文以上观点,笔者不敢苟同,下文以基底形状为矩形的常见情况进行讨论。

1 应力重分布时基底压力的控制因素

《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2001)[2]规定当偏心荷载作用时,基础底面的压力应符合下式要求(式中符号意义见规范):

pkfa(1)且pkmax≤1.2fa(2)

当偏心距e>L/6时,基底压力出现重分布,如文[1]中图2所示。当最大压力为pkmax=1.2fa时,平均压力pk=(pkmax+pkmin)/2

=(pkmax+0)/2

=0.6fa<fa


也谈单向偏心荷载下地基承载力验算的控制因素 柱脚极限承载力验算

也就是说,应力重分布时最大压力pkmax是控制因素,最大压力满足式(2),则平均压力必然满足式(1),完全没有必要如文[1]那样细究平均压力的具体数值和计算方法。这也可能是现行多数教材“没有说明基底压力重分布时的平均压力的计算,只有基底最大压力的计算”的原因。

2 基底平均压力成为控制因素的条件

如上文,基底平均压力成为控制因素时基底没有发生应力重分布,故有:

pk=(F+G)/(Lb)(3)

pkmax=(F+G)/(Lb)+M/W

=(F+G)(1+6e/L)/(Lb)(4)

将式(1)中“≤”改为“=”,并将式(3)、(4)代入式(1)、(2)可得:

(F+G)/(Lb)=fa(5)

(F+G)(1+6e/L)/(Lb)≤1.2fa(6)

将式(5)代入式(6)可得:e≤L/30

也就是说,当e≤L/30时,平均压力pk是控制因素,若平均压力满足式(1),则最大压力必然满足式(2)。

3 结论

(1)当荷载偏心距较大时,基底最大压力pkmax远大于基底平均压力pk,是地基承载力验算的控制因素。应力重分布时最大压力满足式(2),则平均压力必然满足式(1)。

(2)随着荷载偏心距的减少,基底平均压力pk数值逐渐接近基底最大压力pkmax。当e≤L/30时,平均压力pk成为了地基承载力验算的控制因素,若平均压力满足式(1),则最大压力必然满足式(2)。

(3)对工程问题,应分清主要矛盾和次要矛盾,把握好关键因素,才能认清问题的本质。

参考文献

[1] 王小群. 关于土力学中几个值得商榷的问题[J]. 岩土工程界,2009,12(2):17~19.

[2] 建筑地基基础设计规范(GB50007-2001)[S]. 北京: 中国建筑工业出版社,2002

  

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