刚性角计算.docx

《刚性角计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《刚性角计算.docx（26页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、刚性角计算概念刚性基础的宽度大小应能使所产生的基础截面弯曲拉应力和剪应力不超过基础施工材料的强度限值。满足了这个要求，就得到墩台身边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角max,即称为刚性角。基础底面积越大其底面压强越小，对地基的负荷越有利，但放大的尺寸超过一定范围，超过基础材料本身的抗拉，抗剪能力，就会引起破坏，折裂的方向不是沿柱或墙的外侧垂直向下的，而是与垂线形成一个角度，这个角度就是材料刚性角。简单的说:刚性基础中压力分布角a称为刚性角。在设计中，应尽力使基础大放脚与基础材料的刚性角相一致，目的:确保基础底面不产生拉应力，最大限度地节约基础材料。受刚性角限制的基础称为刚性基础。2用途刚性

2、角的用途就是在构造上通过限制刚性基础宽高比来满足刚性角的要求。刚性角可用h/d表示(h为基础放宽部分高度，d为基础挑出墙外宽度)。在确定刚性材料基础断面尺寸时，必须考虑刚性角问题。刚性角的取值为:砖基础h/d一般取1(52(0,混凝土基础取1(0;当混凝土基础配置少量钢筋之后可变成柔性基础的条形基础，这样就不用考虑刚性角的问题。刚性角：基础的压力分布角。tg=bh;amax=tg-l(bh)=2/3;a压力分布。I.*iM*r*r*3 PJJ It 4阴付方耳2. Z让四3建筑相关刚性基础中压力分布角，称为刚性角。基础刚性角是刚性基础(相对于混凝土基础而言)从基础传力扩散角度考虑的，用它来控制

3、刚性基础的高度，不同的材料刚性角不同，主要由基础或其台阶的高宽比确定，地基规范中有具体的规定。在设计中，应尽力使基础大放脚与基础材料的刚性角一致，以确保基础底面不产生拉力，最大限度地节约基础材料。与容许的台阶宽高比相对应的角成为刚性角。4影响因素刚性角主要与基础所用的培工材料强度有关在一般情况下砖砌基础:26,33度素混凝土基础:45度以内一、刚性基础：由刚性材料制作的基础称为刚性基础。一般指抗压强度高，而抗拉、抗剪强度较低的材料就称为刚性材料。常用的有砖、灰土、混凝土、三合土、毛石等。按刚性材料的受力状况，基础在传力时只能在材料的允许范围内控制，这个控制范围的夹角称为刚性角，用表示。砖、石基

4、础的刚性角控制在(26o33o)以内，混凝土基础刚性角控制在45。以内。二、非刚性基础：当建筑物的荷载较大而地基承载能力较小时，基础底面B必须加宽，如果仍采用混凝土材料做基础，势必加大基础的深度，这样很不经济。如果在混凝土基础的底部配以钢筋，利用钢筋来承受拉应力，使基础底部能够承受较大的弯矩，这时，基础宽度不受刚性角的限制，故称钢筋混凝土基础为非刚性基础或柔性基础。三、条形基础:当建筑物上部结构采用墙承重时，基础沿墙身设置，多做成长条形，这类基础称为条形基础或带形基础，是墙承式建筑基础的基本形式。四、独立式基础：当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时，基础常采用方形或矩形的独立式基础

5、，这类基础称为独立式基础或柱式基础。独立式基础是柱下基础的基本形式。当柱采用预制构件时，则基础做成杯口形，然后将柱子插人并嵌固在杯口内，故称杯形基础。三、井格式基础当地基条件较差，为了提高建筑物的整体性，（防止柱子之间产生不均匀沉降，常将柱下基础沿纵横两个方向扩展连接起来，做成十字交叉的井格基础。四、片筏式基础当建筑物上部荷载大，而地基又较弱，这时采用简单的条形基础或井格基础已不能适应地基变形的需要，通常将墙或柱下基础连成一片，使建筑物的荷载承受在一块整板上成为片筏基础。片筏基础有平板式和梁板式两种。五、箱形基础当板式基础做得很深时，常将基础改做成箱形基础。箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板和若

6、干纵、横隔墙组成的整体结构，基础的中空部分可用作地下室（单层或多层的）或地下停车库。箱形基础整体空间刚度大，整体性强，能抵抗地基的不均匀沉降，较适用于高层建筑或在软弱地基上建造的重型建筑物复合地基1作为一种地基处理技术在我国土建工程中已得到广泛的应用与发展。采用复合桩基处理地基主要有两个目的:其一是提高天然地基的承载力,其二是减小地基沉降量及不均匀沉降。许多工程采用复合地基主要是为了减少沉降。因此复合地基沉降计算在复合地基设计中具有相当重要的地位。但就目前的认识水平复合地基沉降计算水平低于复合地基承载力计算水平也远远落后于工程实践的需要。这就给复合地基的设计带来一定的困难。因此对复合地基沉降理

7、论的研究具有相当重要的现实意义。1柔性基础下复合桩基性状模型试验研究2表明柔性基础和刚性基础有着不同的破坏模式。刚性基础下复合地基随着荷载增加桩体先达到极限状态然后造成复合地基破坏。柔性基础下桩间土先进入极限状态导致桩体荷载集中系数增加之后荷载的增加主要由桩承受进而造成复合地基破坏。还有研究指出3,4,柔性基础下复合地基桩体不但有刺入下卧层的趋势，而且有刺入柔性基础的趋势。这些与刚性基础有着显著的区别。因此将刚性基础下复合地基沉降计算方法应用于柔性基础下复合地基沉降计算是不合理的也是不安全的不能反映柔性基础下实际变形情况。因此本文将对柔性基础复合地基的沉降计算方法作出讨论。从表2可以看出采用本

8、文计算方法所得结果为92.3mm实测结果为85.6mm采用本文计算方法所得结果偏大误差为7%o分析原因-一方面可能是由于实际地质资料与试验数据之间存在误差所致另一方面也可能是因为在计算过程中四舍五入造成计算误差所致。但总体来说计算精度可以满足实际工程的要求可用为一种对比计算方法。4结语,1,大量的研究和实践表明柔性基础和刚性基础有着不同的受力性状和破坏模式而现有的复合地基沉降理论大多都是在刚性基础作用下提出来的不适用于柔性基础沉降计算因此需要建立柔性基础复合地基沉降计算理论,2,对柔性基础复合地基加固区沉降计算中采用了修正桩身压缩量法计算考虑了桩体刺入柔性基础的变形量的计算刚性防水屋面技术要求

9、(1)对材料的技术要求水泥：新规范中规定宜采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，用矿渣硅酸盐水泥时，应采取减小泌水性的措施，水泥标号不宜低于425号，不得使用火山灰质水泥。石子：最大粒径不宜超过15mm,含泥量不应大于l%o砂子：应采用中砂或粗砂，含泥量不应大于2%。 水：应用不含有害物质的洁净水。 钢筋：宜采用冷碳冷拔钢丝。 外加剂：应根据不同技术要求，选用不同品种的外加剂。密封材料：应符合设计要求，采用弹性或弹塑性密封材料。(2)对基层的要求结构层必须有足够的刚度，挠曲变形应在允许范围以内，结构表面无较大的裂缝出现。板缝灌缝：板缝应用强度等级不小于C20的细石碎灌缝，在灌缝的碎中宜掺入微膨胀剂，

10、浇灌时应震捣密实。当缝宽大于40mm或上窄下宽时，板缝内应设置构造钢筋，增大其刚度。板端缝密封处理：根据规范要求，必须将板端缝进行密封处理,以提高屋面防水的可靠性。找平、找坡：在安装屋面板时就应在结构层上找出2%3%的坡度。(3)防水层砂配合比应在施工前由试验部门进行配合比设计，符合规范规定的技术要求。(4)物质准备要求现浇砂所用的水泥、石子、砂子及钢筋等材料应按工程需要量一次备足，保证屋面碎防水层能连续一次浇筑完毕。各种施工用的机械如碎搅拌机、垂直运输设备、平板震捣器等应按要求设置齐全，能保证施工使用安全。(5)对屋面设施的要求伸出屋面的各种管道、结构物、预埋件、预留孔等，已按设计要求安设完

11、毕或预留位置；天沟、檐沟已用水泥砂浆找好坡度；各种泛水、水落口、排水口等节点已按设计要求进行了柔性密封处理。进行过结构设计或施工的技术人员都清楚，混凝土结构设计规范及03G101都提出了刚性地面的概念，但却很少有资料提出明确准确的定义。对于这样一个模糊的概念，很多人在结构施工时就容易麻痹大意，如规范03G101第40页上“当有刚性地面时，除柱端加密区外尚应在刚性地面上下各500MM的高度范围内加密”，混凝土结构设计规范如果是刚性地面的话，底层高度算到地坪(柱子的计算长度二柱长+500),否者地层计算高度从基础顶算起如果对刚性地面的定义不重视，就会为结构安全留下隐患。另，室外硬化地面不在本文讨论

12、范围之内。建筑地面与楼面手册一书中提到：”各种整体面层地面.如细石混凝土地面.水泥砂浆地面.水磨石地面等.一般称为刚性地面.整体地面实际上由刚性的板体和柔性地基两部分组成.他们互相依赖.又互相制约.两者互为存在的条件.共处于一个矛盾的统一体.对于整体面层地面一般称为刚性地面的提法，无疑是比较模糊的，在具体的工程中无法应用。因为无论是刚性的板体（如细石混凝土）还是柔性的板体（如沥青混凝土，三合土地面）都是整体的，你不能说三合土地面也是刚性地面吧。全国民用建筑工程设计统一技术措施里的规定是不小于100厚碎面层，可以作为刚性地坪。这个定义很有意思的地方是，提出了100厚碎”的较明确的量，但却说是面层

13、，这就很让人生疑，难道面层以下部分的混凝土就不必考虑？我们知道，一般只有车间的地面才可能有100厚碎面层”的做法，而民用建筑是没有这种做法的。难道民用建筑中就不考虑刚性地面的问题？有的同志说就环氧树脂地面和塑胶地面不属于刚性地面，其实不尽然，环氧树脂地面和塑胶地面是否属于刚性地面，主要还要看其下辅助层的材料和做法。在研究经典物理问题时，刚性地面就是与之发生碰撞后的物体的动量值和动能值都不发生变化的地面，当然这也是一种理想情况的地面。这对于我们研究具体的问题，作用也不大。笔者认为刚性地面主要是考虑整体地面对受水平力时，对柱子产生推力的大小，因此对柱子产生推力大的刚性地面可以称之为强刚性地面，反之

14、，称之为弱刚性地面，对柱子没有产生推力地面，称之为非刚性地面。对刚性地面种类的细化，可以帮助我们更好进一步研究这个问题。混凝土结构设计规范中，现浇钢筋混凝土板的最小厚度有具体的规定，单向板的话，屋面板是60,民用建筑楼板是60,工业建筑楼板是70,行车道下的板是80,双向板是80o如果我们把地面也看作是现浇钢筋混凝土板的话，则可以延伸理解为，大于等于60MM厚混凝土地面都可以是刚性地面。配不配筋无所谓，混凝土中，配筋对刚度EJ无太大贡献，譬如预应力构件在“换算截面”时将钢筋折算为混凝土截面的两个耳朵，对惯性矩没多少贡献。由于60MM是单向现浇钢筋混凝土板的最小厚度，我们可以把大于等于60MM厚

15、混凝土地面称之为强刚性地面。那么我们可以把从结构设计角度说，对房心土夯实的地面都可以作为刚性地面对待，因为结构上一般是要加强柱根部区域的，而柱周围一端区域内的夯实土也对柱的变形有相当的约束，多次震害发现，土的约束还是会对柱造成一定的损害。所以，对房心土夯实深度大于100O的地面（深度1000以下的的我们暂且不予考虑），且小于60MM大于等于40MM厚混凝土地面称之为弱刚性地面（40MM厚以下的混凝土由于其脆性太大，难以对混凝土柱子产生有效的推力，所以我们就不考虑了）。所谓刚性也只是相对的概念，具体的应用中，我们还可以把水泥砂浆等具有强度的层近似的看作或折算成混凝土。举个例子，水泥地面的做法如下：1. 20厚1:2.5水泥砂浆压实赶光2. 素水泥浆一道（内掺建筑胶）3. 30厚C15细石混凝土随打随抹平4. 150厚5-32卵石灌M2.5混合砂浆，平板振捣器振捣密实5. 素土夯实，压实系数0.9020厚1:2.5水泥砂浆我们可以近似的看作20厚混凝土，150厚5-32卵石灌M2.5混合砂浆，我们可以折算成20-50厚混凝土，因此这种水泥地面我们应认为强刚性地面。ICS 83. 180G 38中华人民共和国家标底GB/T71242008/ISO4587：2003代替GB