技師報於85年11月18日土木日創刊 新聞局出版事業登記證局版省報字第48號 | ||||
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淺論獨立基礎下方土壤彈簧係數與即時沉陷對結構的影響(上) 鄧建剛 技師 一、前言 現今結構分析軟體很容易在支承端加入彈簧,以模擬土壤承受載重時發生的沉陷,對構架應力分布的影響,不過大部分的獨立基礎結構應力分析,皆假設為固定端,主要原因在於支撐基礎的土壤彈簧係數取得困難,但若基礎下方為軟弱土壤,承受載重後沉陷,極可能影響到上部結構的應力變化。本文以平面構架為例,探討獨立基礎支承為固定端與基礎彈簧的差異,及即時沉陷對構架應力的影響。 二、獨立基礎下方土壤彈簧係數 1.矩形基礎土壤彈簧係數 Pais and Kausel[1]根據Harr的解簡化後,提出長寬為2B×2L(圖1)的矩形基礎,位於無限深度土層時,土壤各方向自由度彈簧係數如下,其部分過程在Das[2]所著的書中提到。
通常基礎下方土層深度有限,經過眾多學者的努力,推出基礎位於地表,下方土層深度為H時(圖2),前述的彈性解修正後成為:
3.條形基礎土壤彈簧係數 雖然考慮基礎承載力時,不會納入地梁的影響,不過實務上,地梁通常會與土壤接觸,下方土壤可提供一定的支承力,此時地梁可視為位於土壤上方的條型基礎。
表1 矩形面積轉換為圓形面積等值半徑
根據公式(1)~(4),各獨立基礎下方土壤,計算之各方向之彈簧係數如表2: 表2 基礎各方向彈簧係數計算
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