(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210405437.8 (22)申请日 2022.04.18 (71)申请人 甘肃省公路交通建 设集团有限公司 地址 730050 甘肃省兰州市城关区民主西 路9号 (72)发明人 朱胜祥　郑晓静　崔智勇　余小龙　 王海林　肖锐　 (74)专利代理 机构 武汉楚天专利事务所 421 13 专利代理师 杨宣仙 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 桩筏基础外挑筏板受力计算方法 (57)摘要 本发明提供了一种桩筏基础外挑筏板受力 计算方法。 所述计算方法包括： ( 1)简化计算模 型； (2)根据计算模型计算外挑筏板顶部均布荷 载系数； (3)根据计算模型计算外挑筏板底部均 布荷载系数； (4)外挑筏板等效均布荷载计算； (5)外挑筏板的受力计算。 本发明通过假定外挑 筏板是一个线弹性体， 将该结构简化为一悬臂结 构， 利用结构力学进行求解， 本发明通过建立桩 筏基础外挑筏板内力简化计算模型对外挑筏板 的受力进行计算， 简化了计算过程， 能够在基础 沉降允许范围内， 推算外挑筏板的受力状态， 从 而判断外挑筏板的配筋能否满足受力要求。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 114969889 A 2022.08.30 CN 114969889 A 1.一种桩筏基础外挑筏板受力计算方法， 其特 征在于包括以下步骤： (1)简化计算模型： 假定外挑筏板是一个线弹性体， 筏板与桩基及建筑物外墙刚接， 所 处地质条件水平分层， 筏板下方基岩以上存在n层土； 该结构简化为一悬臂结构， 将外挑筏 板顶部荷载简化为均布线荷载， 荷载大小为土体的竖向自重应力， 并将外挑筏板底部荷载 简化为一组弹簧； 建筑物基础的沉降量 等效于筏板以下 各层土体的压缩量之和； (2)根据步骤(1)中的计算模型计算外挑筏板顶部均布荷载系数； 筏板顶面所受的均布 荷载即为 筏板上所覆 填土的竖向自重应力， 则筏板顶面所 受的均布荷载系数即为 筏板上所 覆填土的竖向 自重应力σz， 其计算公式如下： σz＝γh ① 式中： γ为外挑筏板上 方填土重度； h为外挑筏板上 方填土厚度； (3)根据步骤(1)中的计算模型计算外挑筏板底部均布荷载系数； 假定外挑筏板底部所受的力f与筏板下方各层土体压缩量之和S存在线性关系， 便将外 挑筏板底部土体简化为一组弹簧， 该组弹簧的线弹性系 数k即为外挑筏板底部均布荷载系 数， 根据胡克定律， 建立了筏板底部所受的力f与筏板下方各层土体压缩量之和S之间的关 系： f＝ks ② 根据土体固结沉降理论， 筏板下 方各层土体压缩量之和为S， 即得到： 式中： Si为外挑筏板下 方第i层土体的压缩量； 即 Hi为外挑筏板下 方第i层土体的厚度； e1i为外挑筏板下 方第i层土体压缩前的孔隙比； e2i为外挑筏板下 方第i层土体压缩后的孔隙比； 将公式③代入公式 ②得到外挑筏板底部所受的力f与外挑筏板下方第 i层土体的厚度、 第i层土体压缩前后的孔隙比的关系： 式中： Hi为外挑筏板下 方第i层土体的厚度； e1i为外挑筏板下 方第i层土体压缩前的孔隙比； e2i为外挑筏板下 方第i层土体压缩后的孔隙比； 当筏板下方各层土体的空隙完全消失， 即e2i＝0， 此时筏板下方各层土体压缩量之和最 大， 即S＝Smax， 带入公式 ③得到： 当外挑筏板下方各层土体压缩量之和最大时， 即S＝Smax， 外挑筏板底部所受的力最大， 即f＝fmax； 所受的力最大fmax取此时筏板下 方各土层的极限承载力Pu中的最小值， 即得到：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114969889 A 2f＝ksmax＝pu ⑥ 将公式⑤代入公式 ⑥得： 在已知外挑筏板以下各土层的极限承载力pu中的最小 值， 外挑筏板以下第i层土压缩前 的孔隙比e1i， 外挑筏板以下第i层土的厚度Hi， 即可按照公 式⑦确定土体对外挑筏板底部均 布荷载系数k； (4)外挑筏板等效均布荷载计算； 以竖直向下为正， 外挑筏板等效均布荷载为外挑筏板顶部均布荷载与外挑筏板底部均 布荷载叠加， 即有： 将①、⑦式代入⑧式， 得公式： 按照公式 ⑨计算出外挑筏板等效均布荷载； (5)外挑筏板的受力计算； 由结构力学 得到外挑筏板的弯 矩M、 剪力值V的计算公式： 将公式⑨带入公式 ⑩、 式得到： 上式中： M为外挑筏板的弯 矩； V为外挑筏板的剪力； S为外挑筏板下 方各层土体压缩量之和； pu为外挑筏板以下 各土层中极限承载力最小的值； γ为外挑筏板上 方填土重度， h为外挑筏板上 方填土厚度；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114969889 A 3