季仙瑞
(浙江嘉华建筑设计研究院有限公司,浙江,325200)
【摘要】《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)(以下简称《地基规范》)中8.2.7条第1款:对柱下独立基础,当冲切破坏锥体落在基础底面以内时,应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力;第2款:对基础底短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度的柱下独立基础,以及墙下条形基础,应验算柱(墙)与基础交接处的基础受剪切承载力。条文说明对此条进行解释,当冲切破坏锥体落在基础底面以内时,无需进行受剪承载力验算,笔者在实际工程应用此条文时,对于持力层特征值较高的情况时,有时计算的结果和常理相矛盾。
【关键词】抗冲切;抗剪切;建筑地基基础设计规范
1.实例分析
1.1本工程以中风化基岩作为持力层,基础埋深2m,地基承载力特征值fak为1200kPa,上部荷载标准值Fk为3000kN,混凝土强度C30,ft=1.40N/mm,基础底面尺寸:长(B)X宽(L)=1.8mX1.6m。基底承载力验算:pk=(Fk+Gk)/A=3000/(1.8X1.6)+20X2=1082kPa<fak=1200kPa,满足要求。笔者按2种方案(仅基础高度不同,其余条件均相同)对基础进行抗冲切和抗剪切承载力进行计算比较。
1.2计算分析
方案1:
基本组合时净反力pj=γz*Fk/A=1.35X3000/(1.8X1.6)=1406kPa;
2h0+bt=2X0.50.5=1.5<=1.6m,即冲切破坏锥体在基础底面以内,只需进行抗冲切承载力计算,无需进行受剪承载力验算。
抗冲切验算:Al=(B/2-bt/2-h0)*L=(1.8/2-0.5/2-0.5X1.6=0.24
Fl=pj*Al=1406X0.24=337KN,at=0.5mab=L=1.6mam=(at+ab)/2=(0.5+1.6)/2=1.05m,βhp=1.0
0.7*βhp*ft*am*ho=0.7X1X1.43X1.05X0.51000=525>Fl,满足要求。
方案2(除基础高度变为650mm外,其余条件同方案1):
ho=h-0.05=0.65-0.05=0.6m;B=1.8m>2h0+bt=2X0.6+0.5=1.7m>L=1.6m;即冲切破坏锥体一边落在基底内,一边落在基底外,抗冲切验算:
Al=(B/2-bt/2-h0)*L=(1.8/2-0.5/2-0.6)X1.6=0.08m;Fl=pj*Al=1406X0.08=112.5KN
h不大于800mm,βhp=1.0am=1.05m
0.7*βhp*ft*am*ho=0.7X1X1.43X1.05X0.6X1000=630KN>Fl,满足要求。
抗剪切验算:Vs=pj*(B/2-bt/2)*L=1406X(1.8/2-0.5/2)X1.6=1462.2KN;ho小于800mm时,βhs=1.0;0.7*βhs*ft*Ao=0.7X1.0X1.43X0.6X1.6X1000=961KN<Vs;抗剪切不满足要求
反算满足抗剪切承载力时所需的ho,假设ho>800mm,ho≤(Vs/(0.7*ft*L*800^0.25)^(4/3)=954mm,h=1004mm时才能满足抗剪切承载力要求。
2ho+bt=2X0.50.5=1.5<=1.6m,即冲切破坏锥体在基础底面以内,只需进行抗冲切承载力计算,无需进行受剪承载力验算。
抗冲切验算:Al=(B/2-bt/2-h0)*L=(1.8/2-0.5/2-0.5X1.6=0.24
Fl=pj*Al=1406X0.24=337KN,am=1.05m,βhp=1.0
0.7*βhp*ft*am*ho=0.7X1X1.43X1.05X0.51000=525>Fl,满足要求。
3.结论:
通过两种方案的比较可知,方案1在基础高度为550mm时满足设计要求;方案2基础高度在650~1000mm之间时反而不满足设计要求,这种情况有悖于实际情况。
参考文献:
[1]GB50007-2011建筑地基基础设计规范2011