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中美规范关于浅基础承载力计算差异分析

汇报人：

2024-01-25

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目录

引言

中美规范概述

浅基础承载力计算方法

中美规范在浅基础承载力计算中的差异

案例分析

影响及建议

01

引言

01

02

03

02

中美规范概述

安全性与适用性

中国规范强调地基基础设计必须确保建筑物的安全性和适用性，同时考虑经济合理性。

经验公式与实验参数

中国规范采用经验公式和实验参数进行承载力计算，注重实践经验和工程实例的验证。

《建筑地基基础设计规范》

中国规范中主要依据的标准，涵盖了地基基础设计的各个方面，包括承载力计算。

在LRFD方法基础上，美国规范还引入了概率极限状态设计法，该方法考虑荷载和抗力的不确定性，以及结构可靠度要求。

概率极限状态设计法

美国土木工程师协会（ASCE）和结构工程师协会（SEI）联合发布的地基基础设计规范，广泛应用于美国及国际工程界。

ASCE/SEI7-16标准

美国规范主要采用荷载与抗力系数设计法进行承载力计算，该方法将荷载和抗力分开考虑，并引入系数进行调整。

荷载与抗力系数设计法（LRFD）

中国规范适用范围

适用于各类建筑物和构筑物的地基基础设计，包括工业与民用建筑、公共建筑、交通建筑等。

美国规范适用范围

适用于各种类型和规模的结构物地基基础设计，包括建筑物、桥梁、道路、堤坝等。

规范对象

中美规范均以土壤力学、地质工程和结构工程为基础，针对浅基础承载力计算制定相关条款和参数。

03

浅基础承载力计算方法

基于极限平衡理论

中国规范主要采用极限平衡理论进行浅基础承载力计算，通过考虑土体抗剪强度、基础形状和荷载等因素，确定基础底面的极限承载力。

经验公式法

中国规范还提供了一系列经验公式，用于快速估算浅基础的承载力。这些公式通常基于大量实验数据和工程经验，适用于特定土质和基础类型。

有限元分析法

随着计算机技术的发展，有限元分析法在中国也逐渐应用于浅基础承载力计算。该方法通过建立土体和基础的有限元模型，模拟实际受力情况，从而得到较为精确的计算结果。

允许承载力法

美国规范主要采用允许承载力法进行浅基础承载力计算。该方法首先确定土体的允许承载力，然后根据基础形状、荷载等因素进行修正，得到基础的极限承载力。

美国规范强调现场试验在浅基础承载力计算中的重要性。通过进行现场载荷试验或旁压试验等，可以直接获取土体的承载力和变形特性，为设计提供准确依据。

数值分析法在美国也得到了广泛应用。通过建立土体和基础的数值模型，可以模拟复杂的受力情况，并考虑土体的非线性特性，得到更为精确的计算结果。

现场试验法

数值分析法

04

中美规范在浅基础承载力计算中的差异

采用基于土力学原理和工程经验的公式，参数取值相对固定，计算过程相对简化。

采用基于土力学和弹性力学理论的公式，参数取值灵活多变，计算过程相对复杂。

美国规范

中国规范

安全系数取值较高，以保证工程的安全性为主，但可能增加工程成本。

中国规范

安全系数取值相对较低，注重经济合理性，通过性能设计和风险评估来确保工程安全。

美国规范

05

案例分析

地质条件

案例二中的桥梁场地地质条件为硬岩地基，具有较高的承载力和较小的变形特性。

中美规范比较

在硬岩地基的承载力计算方面，中美规范均注重岩石的单轴抗压强度指标。但在具体计算方法和参数取值上存在一定差异，如中国规范更强调地质勘察和原位测试的重要性。

计算结果

按照美国规范计算得到的承载力值较中国规范偏大，这主要是由于美国规范在计算过程中采用了更为激进的参数取值。

要点三

地质条件对计算结果的影响

从两个案例中可以看出，地质条件对浅基础承载力计算结果具有显著影响。在软土地基中，中国规范的计算结果相对保守；而在硬岩地基中，美国规范的计算结果相对激进。

要点一

要点二

中美规范在计算方法上的差异

中国规范在浅基础承载力计算中更注重经验公式法和地质勘察资料的应用；而美国规范则更倾向于使用原位测试或室内试验数据。此外，在参数取值和安全系数方面也存在一定差异。

对工程实践的指导意义

了解中美规范在浅基础承载力计算方面的差异有助于工程师在实际工程中更加合理地选择计算方法和参数取值。同时，也有助于提高工程设计的经济性和安全性。

要点三

06

影响及建议

统一计算方法和标准

建议国际工程界逐步统一浅基础承载力计算的方法和标准，以减少因规范差异带来的设计、施工和成本问题。

强化规范的科学性和实用性

在制定和修订规范时，应更加注重科学性和实用性，充分考虑各种因素，提高规范的准确性和可操作性。

推动规范的国际化

随着全球化进程的加速，应积极推动各国规范的国际化，促进国际工程界的交流与合作。

01

02

03

共享技术与经验

各国工程界应加强技术与经验的共享，通过学术交流、研讨会等形式，共同探讨浅基础承载力计算等关键技术问题