柱下独立基础抗弯承载能力计算方法的研究

摘要

钢筋混凝土柱下独立基础是工业、民用建筑中广泛采用的一种基础形式。现行《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)的柱下独立基础底板抗弯承载能力计算存在一些实际问题，有待研究和完善。本文对柱下独立基础抗弯承载能力的计算方法进行了理论分析和试验研究。 本文首先介绍了现行《规范》关于柱下独立基础设计的规定。通过柱下独立基础受力时的平衡分析，指出了现有计算公式按梯形破坏机构模式计算的不足之处。在此基础上，按基础受弯井形破坏机构模式的计算方法建立了柱下独立基础底板抗弯承载能力新的计算公式。 然后，本文进行了柱下独立基础的塑性分析，在详细介绍塑性铰线法的基本原理和假定的基础上，对柱下独立基础进行塑性铰线分析，采用有限元分析计算，应用塑性铰线法推导出柱下独立基础塑性铰线分布，得出柱下独立基础塑性铰线不是对角线分布，而是平行于基础底板边缘的直线，即柱边井形塑性铰线的结论。 最后，通过两个柱下独立基础底板试件的试验研究，验证了柱下独立基础塑性铰线分布和极限受弯承载能力，根据试验可以得到以下结论：1)柱下独立基础塑性铰线是平行于基础底板边缘的直线；2)柱下独立基础受弯承载能力按井形破坏机构模式考虑更合理。

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第一章绪论

1.1建筑地基基础在建筑工程中的地位

1.2地基基础的主要形式

1.2.1浅基础

1.2.2深基础

1.3我国《规范》柱下独立基础设计规定中抗弯承载力计算问题

1.3.1我国《规范》关于柱下独立基础设计的规定

1.3.2柱下独立基础抗弯承载能力的两种计算模式

1.4国内外关于柱下独立基础抗弯承载能力研究的概况

1.5本文的研究思路和主要内容

第二章柱下独立基础受力时的平衡分析

2.1现行《规范》柱下独立基础抗弯承载能力计算方法

2.1.1现行《规范》柱下独立基础抗弯计算隔离体的选取方法

2.1.2现行《规范》柱下独立基础弯矩公式的推导

2.1.3新旧《规范》公式对比及相关参考文献观点

2.2现行《规范》抗弯承载能力计算方法的不足之处

2.3柱下独立基础抗弯承载能力的正确计算方法

2.4柱下独立基础底板配筋偏差分析及计算算例

2.5本章小结

第三章柱下独立基础的塑性分析

3.1塑性铰线法的基本假定和基本原理

3.2柱下独立基础的各种可能塑性铰线

3.3柱下独立基础的塑性铰线分析

3.3.1文献[17]中关于基础塑性铰线的结论

3.3.2有限元计算及结论

3.3.3以均布荷载为例计算塑性铰线

3.4塑性铰线法的公式推导

3.4.1塑性铰线分析法

3.4.2计算实例

3.5本章小结

第四章柱下独立基础的试验研究

4.1试验研究目的

4.2试验设计

4.2.1试件图

4.2.2材料性能试验

4.2.3试验测点分布

4.2.4加载模式

4.3试验过程及现象描述

4.3.1试件1试验过程及现象描述

4.3.2试件2试验过程及现象描述

4.4试验结果分析

4.4.1试件1数据分析

4.4.2试件2数据分析

4.5承载能力的对比计算

4.6本章小结

第五章结论

参考文献

致谢

作者攻读硕士学位期间发表的论文