053承台冲切承载力计算公式合理性(一)

先看一条简单的简支梁抗剪承载力验算,计算简图如下:

 

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计算简图

 

假设梁上作用有集中力F=200KN居中于梁布置,梁左端和右端抗剪承载力均为100KN,那么,整条梁抗剪承载力之和 Vu=Vul+Vur=100+100=200KN,不小于F=200KN,此梁刚好满足抗剪强度要求;

 

如果集中力F不居中而是偏向于左端时,虽然Vu=Vul+Vur=100+100=200KN,并且不小于F=200KN,但此时梁已经是不能再满足抗剪强度要求了,因为左端剪力已经超过了梁的抗剪承载力,即使右端剪力小于梁的抗剪承载力。

 

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计算简图

 

梁的抗剪承载力验算总是单独分别验算梁各端,而不是按整条梁两端抗剪承载力之和与梁上竖向荷载之和进行比较

 

《建筑桩基技术规范JGJ94-2008第5.9.7条和第5.9.8条:

 

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筏板内部基桩对承台的冲切计算参照以上公式,以下以一实际项目基础的手工和YJK计算比较:

 

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按冲切锥体四条边分别计算各边的抗冲切承载力:

承台有效高度h0=890, 承台受冲切承载力截面高度影响系数βhp=0.993

从YJK计算书查得冲切力N1=5475.5KN第34组合号

 

上边冲切承载力:

β=890/890=1

β0=0.84/(1+0.2)=0.7

上边冲切承载力Fl=0.993*0.7*1690*1.57*890=1641.4KN

上边每延米冲切承载力Fq=1641.4/1.69=971KN/M

 

右边冲切承载力:

β=890/890=1

β0=0.84/(1+0.2)=0.7

右边冲切承载力Fl=0.993*0.7*1440*1.57*890=1398.6KN

右边每延米冲切承载力Fq=1398.6/1.44=971KN/M

 

下边冲切承载力:

β=390/890=0.438

β0=0.84/0.438+0.2)=1.317

下边冲切承载力Fl=0.993*1.317*1690*1.57*890=3088.2KN

下边每延米冲切承载力Fq=3088.2/1.69=1827KN/M

 

左边冲切承载力:

β=890/890=1

β0=0.84/(1+0.2)=0.7

左边冲切承载力Fl=0.993*0.7*1440*1.57*890=1398.6KN

左边每延米冲切承载力Fq=1398.6/1.44=971KN/M

 

承台冲切锥体四条边总冲切承载力Fl=1641.4+1398.6+3088.2+1398.6=7526.8KN

安全系数R/S=7526.8/5475.5=1.3746,与YJK结果一致

 

冲切锥体 下边冲切承载力:上边冲切承载力=1827971=1.9:1.0

 

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单元剪力Qy(KN/M)

(冲切锥体靠墙侧剪力明显大于对边侧剪力)

 

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筏板拉线积分剪力Qy=1091.6( KN/M)

(拉线位置目测)

 

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筏板拉线积分剪力 Qy=369.9(KN/M)

(拉线位置目测)

 

冲切锥体 下边剪力:上边剪力=1091.6369.9=3.0:1.0

 

冲切锥体两对边剪力比值与冲切承载力比值的比值约为3/1.9=1.6,冲切锥体各边剪力与各边冲切承载力分布比例不匹配,就好像最开始时所说的简支梁抗剪承载力问题,采用各边求总和的抗冲切承载力的计算方法是不是不太合理?

 

小结

 

1.桩与墙柱位置不同,承台在桩周边剪力分布各不相同,剪力分布比例与各边冲切承载力比例不一定相同,最不利的一边破坏,则整个冲切锥体破坏;

2.混凝土的冲切属于脆性破坏,不具备各边剪力重分布能力,现行规范假定各边同时达到冲切承载力的方法欠妥;

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