地基承载力的设计原则(走进土木工程地基承载力)

走进土木工程——地基承载力(专业术语白话说,一次讲透专业术语!)

地基承载力,即地基所能承受荷载的能力,或者说是地基的强度对建筑物负重的能力。其分为极限承载力和承载力特征值(我国部分地区也采用承载力标准值)。

极限承载力指的是地基处于极限平衡状态时承受的荷载。从结构设计出发,作为一名结构设计师,你不仅要考虑地基是否处于安全状态,同时还要考虑是否发生过大沉降和不均匀沉降,在确保地基稳定的前提下满足实际所能承受的变形能力。换言之,你设计一栋楼,和比萨斜塔一样,楼歪歪,经过缜密计算得绝对没问题,且绝对安全,权威专家论证后也赞同你说的是对的。这叫“安全状态”。后来你发现,原来这栋楼不仅要安全,还要给人住,要满足“居住”这个使用功能。于是你又重新设计,正儿八经得不偏不倚了。这就是前面说的“同时”后的一段话的意思。

地基承载力的设计原则(走进土木工程地基承载力)(1)

地基承载力特征值,指由荷载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。强调“变形控制”。说白了不再是单一的强度概念,而是一个满足正常使用要求的综合性指标。也就是上述例子所说的“安全”和“居住”。

地基承载力跟上部结构的承载力概念不同,它跟地基变形密切相关。

再举个例子也许就了然了。小明计划盖一栋楼,当地村里要求最高只能盖三层。刚刚开始盖第一二层的时候,随着楼的起高,荷载也随之增大,地基变形也跟着增大,这时地基土中的应力还是处于弹性平衡状态,毫无疑问是安全的。什么意思?就是你这刚刚盖起的两层楼把土压扁了一点点,哪天不想盖了,拆了,土又恢复原状,就和弹簧、橡皮筋一样。

接着,当盖到三层的时候,地基中开始出现某点或某小区域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗剪强度极限,这时候为极限平衡状态,即土中的应力重新分布了(应力重发布)。这种小范围(某点或某小区域)的剪切破坏区,叫塑性区。这个时候也还是安全的,但变形比前面的略大,得“观察观察”是否超过你的“心理承受能力”。用专业术语描述:地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态,地基尚能趋于稳定,仍具有安全的承载能力,但必须验算变形的计算值不允许超过允许值。

盖了三层,小明仍不满足。不顾反对,执意继续加盖。随着四层五层起来,荷载持续增大,地基出现较大范围的塑性区时,地基承载力不足而将失去稳定。此时地基达到极限承载力。违建,将有可能导致整栋楼失稳。

以上故事说明,不听村里老人言,吃亏在眼前。

地基承载力的设计原则(走进土木工程地基承载力)(2)

好了,我们回到主题。说完了地基承载力,下一次我们再谈谈地基承载力的检测方法。工程人不得不知的10种地基承载力检测方法,一次性给你讲清楚。敬请期待。

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