矩形均布荷载作用时的地基附加应力
zsd_6780763867
2022年09月23日 11:34:19
来自于地基基础
只看楼主

地基表面有一矩形面积,宽度为B,长度为L,其上作用着竖直均布荷载,荷载强度为P,求地基内各点的竖向附加应力。这类问题的求解方法是:先求出矩形面积角点下的附加应力,再利用“角点法”求出任意点下的附加应力。 ↑矩形面积均布荷载作用时角点下点的附加应力 角点下的附加应力 角点下的附加应力是指图中O、A、C、D四个角点下任意深度处的附加应力。只要深度z一样,则四个角点下的竖向附加应力都相同。将坐标的原点取在角点

地基表面有一矩形面积,宽度为B,长度为L,其上作用着竖直均布荷载,荷载强度为P,求地基内各点的竖向附加应力。这类问题的求解方法是:先求出矩形面积角点下的附加应力,再利用“角点法”求出任意点下的附加应力。

图片
↑矩形面积均布荷载作用时角点下点的附加应力

角点下的附加应力

角点下的附加应力是指图中OACD四个角点下任意深度处的附加应力。只要深度z一样,则四个角点下的竖向附加应力都相同。将坐标的原点取在角点O上,在荷载面积内任取微分面积d= dx·dy
并将其上作用的荷载以集中力
dP代替,
dP·dAP·dxdy
利用竖向集中荷载的弹性解即可求出该集中力在角点
O以下深度zM点所引起的竖直向附加应力:
图片
将式沿整个矩形面积OACD积分,即可得出矩形面积上均布荷载PM点引起的附加应力:
图片
其中L为矩形的长边,B为矩形的短边。

为了计算方便,可将上式简写成
图片
  图片
αc为矩形竖直向均布荷载角点下的应力分布系数,αc=fmn),可从下表中查得。


矩形面积受竖直均布荷载作用时角点下的应力系数αc

 

n=z/B

m=L/B

1.0

1.2

1.4

1.6

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

3.2

3.4

3.6

3.8

4.0

4.2

4.4

4.6

4.8

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

25.0

30.0

36.0

40.0

0.250

0.249

0.240

0.223

0.200

0.175

0.152

0.131

0.112

0.097

0.084

0.073

0.064

0.057

0.050

0.045

0.040

0.036

0.033

0.030

0.027

0.025

0.023

0.021

0.019

0.018

0.013

0.009

0.007

0.006

0.005

0.003

0.002

0.002

0.001

0.00l

0.001

0.001

0.000

0.000

0.250

0.249

0.242

0.228

0.207

0.185

0.163

0.142

0.124

0.108

0.095

0.083

0.073

0.065

0.058

0.052

0.047

0.042

0.038

0.035

0.032

0.029

0.027

0.025

0.023

0.021

0.015

0.011

0.009

0.007

0.006

0.004

0.003

0.002

0.002

0.001

0.001

0.001

0.000

0.000

0.250

0.249

0.243

0.230

0.212

0.191

0.171

0.151

0.133

0.117

0.103

0.092

0.081

0.072

0.065

0.058

0.053

0.048

0.043

0.040

0.036

0.033

0.031

0.028

0.026

0.024

0.017

0.013

0.010

0.008

0.007

0.005

0.004

0.003

0.002

0.002

0.001

0.001

0.001

0.000

0.250

0.249

0.243

0.232

0.215

0.195

0.176

0.157

0.l 40

0.124

0.110

0.098

0.088

0.079

0.071

0.064

0.058

0.053

0.048

0.040

0040

0.037

0.034

0.032

0.029

0.027

0.020

0.0l 5

0.01l

0.009

0.007

0.005

0.004

0.003

0.002

0.002

0.001

0.001

0.00l

0.000

 

n=z/B

m=L/B

1.8

2.0

3.0

4.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

3.2

3.4

3.6

3.8

4.0

4.2

4.4

4.6

4.8

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

25.0

30.0

36.0

40.0

0.250

0.249

0.244

0.232

0.216

0.198

0.179

0.161

0.145

0.129

0.116

0.104

0.093

0.084

0.076

0.069

0.063

0.057

0.052

0.048

0.044

0.041

0.038

0.035

0.032

0.030

0.022

0.016

0.013

0.010

0.008

0.006

0.004

0.003

0.003

0.002

0.001

0.001

0.001

0.003

0.250

0.249

0.244

0.233

0.218

0.200

0.182

0.164

0.148

0.133

0.120

0.108

0.098

0.089

0.080

0.073

0.067

0.061

0.056

0.052

0.048

0.044

0.041

0.038

0.035

0.033

0.024

0.018

0.014

0.011

0.009

0.008

0.005

0.004

0.003

0.002

0.002

0.001

0.001

0.001

0.250

0.249

0.244

0.234

0.220

0.203

0.187

0.171

0.157

0.143

0.131

0.121

0.111

0.102

0.094

0.087

0.081

0.075

0.069

0.065

0.060

0.056

0.053

0.049

0.046

0.043

0.033

0.025

0.020

0.016

0.013

0.009

0.007

0.005

0.004

0.004

0.002

0.002

0.00l

0.001

0.250

0.249

0.244

0.234

0.220

0.204

0.188

0.173

0.159

0.146

0.135

0.125

0.116

0.107

0.100

0.093

0.087

0.081

0.076

0.072

0.067

0.063

0.060

0.056

0.053

0.050

0.039

0.031

0.025

0.020

0.017

0.012

0.009

0.007

0.006

0.005

0.003

0.002

0.002

0.001

 

n=z/B

m=L/B

5.0

6.0

10.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

3.2

3.4

3.6

3.8

4.0

4.2

4.4

4.6

4.8

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

25.0

30.0

36.0

40.0

0.250

0.249

0.244

0.234

0.220

0.204

0.189

0.174

0.160

0.147

0.136

0.126

0.118

0.110

0.102

0.096

0.090

0.085

0.080

0.075

0.071

0.067

0.064

0.061

0.058

0.055

0.043

0.035

0.028

0.024

0.020

0.014

0.011

0.009

0.007

0.006

0.004

0.003

0.002

0.001

0.250

0.249

0.244

0.234

0.220

0.204

0.189

0.174

0.160

0.148

0.137

0.127

0.118

0. 111

0.104

0.097

0.092

0.086

0.082

0.077

0.073

0.070

0.066

0.063

0.060

0.057

0.046

0.038

0.031

0.026

0.022

0.017

0.013

0.010

0.008

0.007

0.004

0.003

0.002

0. 002

0.250

0.249

0.244

0.234

0.220

0.205

0.189

0.174

0.160

0.148.

0.137

0.128

0.119

0.112

0.105

0.099

0.093

0.088

0.084

0.080

0.076

0.072

0.069

0.066

0.064

0.061

0.051

0.043

0.037

0.032

0.028

0.022

0.018

0.014

0.012

0.010

0.007

0.005

0.004

0.003

0.250

0. 249

0.244

0.234

0.220

0.205

0.189

0.174

0.160

0.148

0.137

0.128

0.119

0.112

0.105

0.099

0.094

0.089

0.084

0.080

0.076

0.073

0.070

0.067

0.064

0.062

0.052

0.045

0.039

0.035

0.032

0.028

0.023

0.020

0.018

0.016

0.013

0.011

0.009

0.008

 

 
计算点不位于角点下时-使用角点法

按上式计算的附加应力是角点下某点的附加应力。当计算点不位于角点下时,应怎样计算附加应力呢?对于计算点不位于角点下的情况,可利用公式和应力叠加原理求得,即角点法,如图所示。四种情况的算式分别如下:

(a计算点o在荷载面边缘

图片

σz=(αcIcII)p0
式中   αcIαcII―相应于面积III的角点应力系数。

    (b计算点o在荷载面内

图片

σz=(αcIcII+ αcIIIcIV)p0
如果o点位于荷载面中心,则是αcIcII= αcIII= αcIV,得σz4αcI,此即利用角点法求均布的矩形荷载面中心点下附加应力的解。

    (c计算点o在荷载面边缘外侧

图片

此时荷载面abcd可看成是由I(ofbg)II(ofah)之差和III(oecg)IV(oedh)之差合成的,所以
σz=(αcI- αcII+ αcIII- αcIV)p0

    (d计算点o在荷载面角点外侧

图片


    把荷载面看成由I(ohce)IV(ogaf)两个面积中扣除II(ohbf)III(ogde)而成的,所以
σz=(αcI- αcII- αcIIIcIV)p0
图片

角点法应用示意图


采用角点法时,应注意:
①划分的每一个矩形都要有一个角点是所求的点;
②所有划分的矩形面积总和应等于原受荷面积,如果某块面积算了两遍,要减掉;
③划分后的每一个矩形面积,短边都用b表示,长边都用L表示。

内容源于网络,如有侵权,请联系删除


相关资料推荐:

Winkler基础上矩形板在均布荷载作用下的突变分析



受高温作用时预应力钢绞线性能的试验研究


知识点:矩形均布荷载作用时的地基附加应力

相关推荐

APP内打开