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单向偏心受压柱基基底简便计算法

单向偏心受压独立柱基基底尺寸计算,目前有试算法和表格法两种。前者计算虽简单但误差较大,往往计算后需调整基底尺寸;后者计算虽准确但计算过程较繁,且需配合表格进行。现提出一种简捷计算方法。

一、基底尺寸 B 的计算

图1 为一单向偏心受压独立柱基。由应力计算公式可知,其基底最大应力与最小应力分别为:

式(1)、(2)中

F ——基底面积;

W ——基底抵抗矩。

将式(3)、(4)代入式(1)、(2)得:

将式(5)表示成 B 的二次方程得:

解式(7)二次方程得:

为(8)为基底尺寸 B 的直接计算公式。

图1 单向偏心受压独立柱基示意图

二、基底尺寸 A 的计算

已知轴心受压矩形独立柱基的 A 计算公式为:

现令偏心受压与轴心受压基底短边之比为 β ,即:

则偏心受压基底尺寸 A 的计算式为:

式中 n ——基底长宽之比;

β ——基础偏心修正系数。

现对 n β 的取值介绍如下:

1.基底长宽之比 n 的取值。

(1)对不限制基底偏心程度的单向偏压独立柱基,在常用工程范围内,一般取 n = 1.25 ;

(2)对控制基底偏心程度的单向偏压独立柱基;

式中

ξ ——基础底面边缘的最小应力与最大应力之比,取值范围为:

2.基础偏心修正系数 β 的取值。

已知偏心受压基底面积为:

轴心受压基底面积为:

又由式(12)得:

所以

将式(14)代入式(20)得:

又将式(18)、(19)代入式(21)得:

所以

N M R H n 确定后,在1< n <2 范围内;

所以 β 的取值为:

(1)当不控制基底偏心程度时,取

(2)当控制基底偏心程度时,取

应用本文公式计算单向偏压独立柱基基底尺寸,其最大误差一般在±5%以内。

三、计算实例

已知 N = 250kN , M = 100kN · m , R = 250kN/m 2 H = 2.0m , γ = 20kN/m 3 ,要求〔 ξ 〕= 0 ,求基底尺寸。

解:(1)求 n

将以上数字代入式(13)或式(26)得:

(2)求基底尺寸 A

将以上数字代入式(11)直接求解得:

(3)求基底尺寸 B

将以上数字代入式(8)直接求解得:

(4)验算

将以上数字代入式(5)、(6)得:

(胡信芳) id3z2jHjYLjtSgBgb96+dFstR8d6FSr7eIEXmbndfjjAade20M8e3feJDP7TPqkY

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