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1、8.5 地基容许承载力与承载力特征值 所有建筑物和土工建筑物地基基础设计时，均应满足地基承载力和变形的要求，对经常受水平荷载作用的高层建筑高耸结构、高路堤和挡土墙以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物，尚应验算地基稳定性。通常地基计算时，首先应限制基底压力小于等于地基容许承载力或地基承载力特征值 ( 设计值 ) ，以便确定基础的埋置深度和底面尺寸，然后验算地基变形，必要时验算地基稳定性。 地基容许承载力是指地基稳定有足够安全度的承载能力，也即地基极限承载力除以一安全系数，此即定值法确定的地基承载力；同时必须验算地基变形不超过允许变形值。地基承载力特征值是指地基稳定有保证可靠度的承载能力，它作为随机
2、变量是以概率理论为基础的，分项系数表达的极限状态设计法确定的地基承载力；同时也要验算地基变形不超过允许变形值。因此，地基容许承载力或地基承载力特征值的定义是在保证地基稳定的条件下，使建筑物基础沉降的计算值不超过允许值的地基承载力。 地基容许承载力:定值设计方法 承载力特征值:极限状态设计法 按定值设计方法计算时,基底压力P不得超过修正后的地基容许承载力. 按极限状态设计法计算时,基底压力P不得超过修正后的承载力特征值。 理论公式确定地基承载力均为修正后的地基容许承载力和承载力特征值. 原位法和规范法确定地基承载力未包含基础埋深和宽度两个因素 理论公式法确定地基承载力特征值在国标建筑地基基础设计
3、规 范（ GB50007) 中采用地基临塑荷载 P 1/4 的修正公式： b: 大于6m,按6m考虑，对于砂土小于3m,按3m考虑关于地基承载力特征值 - 结构论文 一、原因 与钢、混凝土、砌体等材料相比，土属于大变形材料，当荷载增加时，随着地基变形的相应增长，地基承载力也在逐渐加在，很难界定出下一个真正的“极限值”，而根据现有的理论及经验的承载力计算公式，可以得出不同的值。因此，地基极限承载力的确定，实际上没有一个通用的界定标准，也没有一个适用于一切土类的计算公式，主要依赖根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整，考虑一个满足工程的要求的地基承载力值。它不仅与土质、土层埋藏顺序有关，
4、而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地下水位的升降、地区经验的差别等等有关，不能作为土的工程特性指标。 另一方面，建筑物的正常使用应满足其功能要求，常常是承载力还有潜力可挖，而变形已达到可超过正常使用的限值，也就是变表控制了承载力。 因此，根据传统习惯，地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下，使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力，即允诺承载力，其安全系数已包括在内。无论对于天然地基或桩基础的设计，原则均是如此。 随着建筑结构设计统一标准（GBJ68-84）施行，要求抗力计算按承载能力极限状态，采用相应于极限值的“标准值”，并将过去的总安全系数一分为二，由荷
5、载分项系数和抗力分项系数分担，这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。 建筑地基基础设计规范（GBJ789）以承力的允许值作为标准值，以深宽修正后的承载力值作为设计值，引起的问题是，抗力的设计值大于标准值，与建筑可靠度设计统一标准（GB500682001）规定不符，因此本次规范进行了修订。 二、对策 建筑结构可靠度设计统一标准（GB500682001）鉴于地基设计的特殊性，将上一版“应遵守本标准的规定”修改为“宜遵守本标准规定的原则”，并加强了正常使用极限状态的研究。而建筑结构荷载规范（GB500092001）也完善了正常使用极限状态的表达式，认可了地基设计中承载力计算可采用正
6、常使用极限状态荷载效应标准组合。 “特征值”一词，用以表示按正常使用极限状态计算时采用的地基承载力和单桩承载力的值。 三、应用 用作抗力指标的代表值有标准值和特征值。当确定岩土抗剪强度和岩石单轴抗压强度指标时用标准值；由荷载试验确定承载力时取特征值，载荷试验包括深层、浅层、岩基、单桩、锚杆等，见规范有关附录。 地基承载力特征值fak是由荷载试验直接测定或由其与原位试验相关关系间接确定和由此而累积的经验值。它相于载荷试验时地基土压力变形曲线上线性变形段内某一规定变形所对应的压力值，其最大值不应超过该压力变形曲线上的比例界限值。 修正后的地基承载力特征值fa是考虑了影响承载力的各项因素后，最终采用
7、的相应于正常使用极限状态下的设计值的地基允许承载力。 单桩承载力特征值Ra是由载荷试验直接测定或由其与原位试验的相关关系间接推定和由此而累积的经验值。它相应于正常使用极限状态下允许采用单桩承载力设计值。 当按地基承载力计算以确定基础底面积和埋深或按单桩承载力确定桩的数量时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态采用标准组合，相应的抗力限值采用修正后的地基承载力特征值或单桩承载力特征值。即SC，C为抗力或变形的限值；pkfa（地基）；QkRa（桩基）。此时特征值fa、Ra即为正常使用极限状态下的抗力设计值。 当根据材料性质确定基础或桩台的高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确
8、定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应和相应的基底板应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，即0SR计算，此时地基反力p、桩顶下反力Ni和主动土压力Ea等相应为荷载设计值，要采用相应的分项系数。地基承载力特征值和标准值有什么关系？数值相同吗？这个问题具有普遍的意义，但不是一二句话可以说清楚的，这里涉及土力学的概念、统计的概念和设计方法的概念，而且相互交叉，首先需要了解新、老规范术语的变化过程。老规范1. 由载荷试验求得的称为地基承载力标准值，2. 经过深宽修正以后称为地基承载力设计值，3. 将地基承载力公式计算的结果称为地基承载力设计值；新规范1.由载荷试验求得的称为地基承载力特征值
9、，2. 经过深宽修正以后称为修正后的地基承载力特征值，3. 将地基承载力公式计算的结果称为地基承载力特征值。有位网友作过一个概括，比较简明扼要，而且将地基承载力和设计时所用的荷载联系起来了，概念很清楚，特转引如下：关于地基承载力的特征值与老规范标准值的关系，要弄清楚这个问题必须比较三本规范，即74规范，89规范和2002规范。74规范是荷载标准值与容许承载力的比较；89规范是荷载设计值与承载力设计值的比较；2002规范是荷载标准值与特征值的比较。从74规范到89规范时，荷载放大1.25到1.30倍，承载力只放大1.1到1.2倍，设计安全水平提高了约1.15倍。从89规范到2002规范承载力表达
10、式基本不变，去掉1.1的约束;荷载相当74规范。设计安全水平又回到74规范的水平。实际上89规范是不正确的，2002规范的特征值物理意义就是74规范的容许值。表达式与89规范一样，但物理意义不一样。请问新地基规范的单桩承载力特征值和桩基JGJ94-94的单桩极限承载力设计值的区别在哪里6楼楼主说：新旧规范中地基承载力的比较1，“特征值用以表示正常使用极限状态计算时采用的地基承载力和单桩承载力的值，其涵义即为在发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值，以避免过去一律提标准值时所带来的混淆”.摘至规范条文说明。2，2002规范与89规范的比较GB 50007-2002规范 地基承载力计算: （pk
11、fa；pkmax1.2fa）pk-相应荷载效应标准组合时的平均压力;fa修正后地基承载力特征值3.0.5条简化规则:S=1.35*Sk (Sk=pk*面积)-引用此公式便于与89规范比较单桩承载力计算：QkRa；Qikmax1.2Ra Qk-相应荷载效应标准组合时单桩的竖向力；Ra-单桩承载力特征值GBJ 7-89规范：地基承载力计算: （pf；pmax1.2f）p-相应荷载效应基本组合时的平均压力;f-地基承载力设计值（简化f=1.1fk）单桩承载力计算：QR；Qmax1.2R Q-相应荷载效应基本组合时单桩的竖向力；R-单桩承载力设计值（R=1.2Rk；桩数3根或小于3根时R=1.1Rk）
12、由上述规范比较可得：地基承载力计算：fakfk（详见附录试验要点）修正后fa1.1fk 2002规范 1.35pk =p1.35fa1.35f 即p1.35f (89规范为pf)结论：2002规范采用正常使用极限状态原则，控制地基变形成为地基设计的主要原则, 考虑了地基变形后地基承载力逐渐加大的因素，另一方面考虑了建筑物使用时，上部结构变形达到或超过使用要求而地基承载力还有潜力可挖的因素。因此比89规范放宽了承载力要求，同时对地基变形验算进行强制规定。 单桩承载力计算: Ra=Rk（详见附录试验要点）2002规范 1.35Qk=Q1.35Ra=1.35Rk=1.125R即Q1.125R （89
13、规范为QR）结论：2002规范采用正常使用极限状态原则，其意义在于避免设计值、标准值相混淆的可能性，便于应用，同时对地基变形验算进行强制规定。并取消了统一表格的使用，改为由当地试验结果统计分析求得，规定了除设计等级为丙级的建筑物外，单桩竖向承载力特征值应采用竖向静载荷试验确定。3，2002规范与JGJ 94-94技术规范的比较JGJ 94-94规范采用承载力极限状态原则计算竖向承载力，JGJ 94-94规范的术语：单桩竖向极限承载力标准值采用竖向静载荷试验确定，相当于Quk=2Ra，（此值亦称为标准值，极易与89规范标准值混淆）单桩竖向极限承载力设计值采用竖向静载荷试验确定，R=Quk/sp2
14、Ra/1.65,即R1.2Ra或 R1.2Rk竖向力设计值相应荷载效应基本组合和地震作用效应组合时的竖向力，分两种情况：当荷载效应基本组合时，oNR；当地震作用效应组合时，N1.25R结论：1、JGJ 94-94规范的单桩竖向极限承载力设计值R相当于89规范的单桩承载力设计值R，也相当于1.2倍2002规范的Ra(特征值)。2、由于94-94规范和2002规范采用的设计原则不同，各自需要满足的条件及系数差异较大，因此可比性不强。按照我个人的看法，相差不多。以上意见纯属个人看法，还请各位同行指正。 哪位大虾能告诉小弟地基承载力标准值和特征值之间怎么换算呢？还有它们和承载力设计值之间又有什么关系呢
15、？谢谢！要了解这个问题须比较三本规范，即74规范，89规范和2002规范。74规范是荷载标准值与容许承载力的比较；89规范是荷载设计值与承载力设计值的比较；2002规范是荷载标准值与特征值的比较。74规范到89规范时荷载放大1.25到1.30倍，承载力只放大1.1到1.2倍，设计安全水平提高了约1.15倍。89规范到2002规范承载力表达式基本不变，去掉1.1的约束;荷载相当74规范。设计安全水平又回到74规范水平。实际上89规范是不正确的，2002规范的特征值物理意义就是74规范的容许值。表达值与89规范一样，但物理意义不一样。89规范是按照建筑结构设计统一标准（GBJ68-84）的要求，以地基承载力的允许值作为标准值，以深度宽度修正后的承载力值作为设计值，引起的问题是，抗力的设计值大于标准值，与建筑可靠度设计统一标准（GB500682001）规定不符，因此本次规范进行了修订。新版地基规范认为，建筑物的正常使用应满足
