아마도 토양 보고서에서 가장 널리 사용되는 값은 토양 베어링 용량입니다. 명백한 이유는 대부분의 교과서에 주어진 기본 예제는 거의 항상 지지력을 사용하여 발판의 계획 치수를 계산하기 때문입니다. 단순성과 사용 용이성 때문에이 방법은 여전히 기초 설계의 기본 토양 매개 변수입니다. 그러나 그 단순성은 발판이 강체처럼 행동 할 것이라고 가정합니다. 이 특정 가정은 실제로 작고 단일 열 기초에서 잘 작동합니다. 그러나 대형 및 다중 컬럼 기초의 경우 대부분의 엔지니어는 유연한 분석을 선호합니다. 유연한 분석의 수동 계산은 어려울 수 있으며 거의 모든 경우에 소프트웨어 프로그램(예:스타 드,세이프,지티 슈트 러들 등). 사용되는. 그러나 이러한 컴퓨터 프로그램은 종종”노반 반응 계수”라는 입력을 요구합니다. 많은 엔지니어들은 이 용어에 익숙하지 않으며 종종 베어링 용량과 비교하려고 시도합니다. 점점 더 많은 엔지니어가 소프트웨어를 사용하여 기초를 설계 할 것이므로 엔지니어는이 토양 매개 변수에 대한 기본적인 이해를 갖는 것이 필수적입니다. 방위 수용량과 노반 반응의 계수 사이 어떤 관계 있습니까?이 용어는 변위 단위당 부하 강도로 측정되고 표현된다. 에 대한 영어 단위 시스템,그것은 종종 표현 킵/인 2/인;에 시 시스템 그것은 다음과 같이 표현됩니다. 그러나 측정된 값의 물리적 중요성을 제대로 나타내지 않으며 밀도 단위 또는 체적 측정값으로 오인될 수 있습니다.또한,토양 침강은 토양 침강과 접촉 압력 강도,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강,토양 침강
테르자기가 언급한 바와 같이,유연한 기초에 대한 접촉 압력의 적절한 추정은 매우 번거로울 수 있으므로,전체 발판에 대해 케이에스가 일정하게 유지된다고 가정한다. 즉,기초의 모든 위치에서 압력과 정착 사이의 비율은 일정하게 유지됩니다. 따라서 중앙에 하중이 있는 발판의 변위 다이어그램은 디싱 효과가 있습니다. 발판의 중심에 점은 가장 높은 진지변환을 경험할 것이다. 변위는 중심에서 멀어질수록 줄어듭니다. 그림 1 은 간단한 슬래브-온-그레이드 기초를 보여줍니다. 그것은 모델링 하 고 유연한 기초;”매트”로 스타드 재단에서 분석 토양 노반 반응의 계수를 사용 하 여 정의 했다. 이 연습에서는 하위 등급 반응 계수에 대한 소프트웨어 기본값이 사용되었습니다. 변위 다이어그램은 앞서 설명한 바와 같이 디싱 효과를 보여줍니다. 그림 1 비 토양 압력 윤곽을 보여줍니다. 또한 중앙의 압력 강도가 최대이며 요소(또는 노드 좌표)가 중심에서 멀어짐에 따라 줄어 듭니다. 따라서 압력 강도와 정산의 비율이 일정하다고 가정 할 수 있습니다.
표 1:토양 압력,노드 변위 및 그 비율.
같은 예제의 숫자 중 일부를 고려하십시오. 토양 압력,해당 변위 및 비율은 표 1 에 나와 있습니다. 점은 직사각형 발 밑의 모서리에서 가장 먼 지점으로 중앙에서 멀리 이동할 때 압력 및 변위의 변화를 설명하기 위해 대각선으로 표시됩니다. 그림 2 는 매트 슬래브의 점을 보여줍니다.
그림 2: 기본 압력,편향 및 비율을 비교하기 위해 선택된 포인트.
이것은 거의 놀라운,정의에 의해,지반 반응의 계수(수)전체 발판에 대 한 상수 이며 그 토양 속성으로 수소를 사용 하는 프로그램. 또한 소프트웨어 디폴트 값(10858 킨/미디엄 2/미디엄)은 표 1 에서 계산된 상수 비율과 정확히 동일하다는 점에 유의해야 합니다.
지지 반응으로부터 베이스 압력을 계산하였다. 지지 반응과 대응하는 변위의 비율 또한 일정 할 것이라고 생각할 수 있습니다. 표 2 와 같이 모든 값에 대해 비율이 일정하지는 않습니다. 프로그램 내에서 사용되는 값은 어떻게 사용되고 기본 압력은 어떻게 계산됩니까?
표 2:지지 반응 및 변위.
지류 면적
종종 플레이트의 면적이 노드에 기인 할 수 있는지 또는 즉,플레이트의 표면적에 대한 각 노드의 영향을 계산하기 위해 가정이 이루어집니다. 그것은 판의 모양에 달려 있습니다. 완벽한 정사각형 또는 직사각형 플레이트의 경우,각 노드는 플레이트 표면적의 정확히 0 에 영향을 미칩니다(그림 3 에이). 그러나 일반화 된 사변형의 경우 가장 좋은 방법은 판의 질량 중심을 계산 한 다음 그 중심점에서 각 변의 중간 지점까지 선을 그리는 것입니다. 그림 3 에서 음영 영역은 해당 노드의 영향 표면 영역을 나타냅니다.
그림 3:노드 지류 영역.
스프링 지지 상수
위에서 설명한 지류 면적 계산은 상용 소프트웨어가 선형 스프링 상수를 계산하기 위해 내부적으로 사용하는 핵심 절차입니다. 이 프로그램은 먼저 기초의 각 노드에 대한 지류 영역을 계산 한 다음 각 노드에 대한 해당 지류 영역으로 하위 등급 반응 계수를 곱하여 각 노드에서 선형 스프링 상수를 얻습니다.2)
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압축 전용으로 정의,콘크리트로 어떤 인장력을 수행 하지 가정. 기본 압력은 해당 노드 지류 영역과 지원 반응을 나누어 각 지원 노드에서 계산됩니다. 위의 예를 보면 노드 1 은 나머지 노드보다 훨씬 작은 지류 영역을 가지고 있습니다. 또한 다른 모든 노드는 동일한 지류 영역을 가지고 있음을 알 수 있습니다. 이것은 노드 1 의 비율이 다른 노드와 다르다는 것을 보여주기 때문에 표 2 를 설명합니다. 그림 4 는 다른 노드에 대한 지류 영역을 보여줍니다. 노드 1 에는 노드 81 의 25%인 지류 영역이 있습니다. 표 3 은 표 1 과 2 의 확장이며 모든 노드에 대해 일정한 비율이 어떻게 달성되는지 보여줍니다.
그림 4:선택된 노드의 지류 영역.
표 3:반응,기압,변위,케이에스 상수.
허용 정착
베어링 용량은 토양이 안전하게 견딜 수있는 토양 압력의 측정입니다. 즉,베어링 용량은 토양이 실패하기 전에 견딜 수있는 압력입니다. 가장 중요한 두 가지 토양 실패 기준은 다음과 같습니다:
- 전단 실패
- 최대 허용 정착
여러 요인 중에서 기초 폭(나)실패 기준에 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적으로 전단 실패는 더 작은 기초에 적용되며 정착 실패는 더 큰 기초에 적용됩니다. 표 4 는 서로 다른 기초 크기와 실패 기준 간의 관계를 보여주는 전형적인 예입니다.표 4
표 4:허용 가능한 정착을위한 최종 허용 베어링 용량=25 밀리미터 및 주어진 매립 깊이.
결제 실패를 추정하기 위해 허용 가능한 결제 값이 가정됩니다(일반적으로 25 밀리미터 또는 1 인치). 토양이 허용 값보다 더 많이 침전되면 토양이 실패합니다. 따라서 베어링 용량 계산에도 허용 가능한 토양 정착이 사용되며 구조 엔지니어는 발판을 설계하는 동안 그 값을 알고 있어야합니다. 허용 토양 정착 값은 일반적으로 모든 토양 보고서의 필수적인 부분입니다.
노반반응 계수를 사용하는 이유
유연 매트 기초를 설계하기 위해 토양의 베어링 용량 대신 노반반응 계수가 사용된다고 이전에 언급되었습니다. 그런데 왜? 대답은 재단이 어떻게 행동 할 수 있는지에 대한 근본적인 가정에 있습니다.
기초는 단단하거나 유연 할 수 있습니다. 방위 수용량은 엄밀한 기초를 디자인하기 위하여 이용됩니다,그러나 노반 반응은 가동 가능한 기초를 위해 사용됩니다. 단단한 기초의 바로 가정은”기초의 기초에 대한 지하반응의 분포는 평면이어야 한다.”그림 5 와 같이 중심에로드 된 단순히지지 된 빔을 고려하십시오.에이.정적에 의해,우리는 얻을 수 있습니다 아르 자형 1=피/2 과 아르 자형 2=피/2. 동일한 빔이 편심하게 적재되는 경우,반응은 도 5 에 도시 된 바와 같이 계산 될 수있다..
그림 5: 단순히 지원되는 빔에 대한 반응.
견고한 기초 설계에 대해 동일한 개념이 확장됩니다. 그러나 최종 지원 대신 전체 재단이 지원됩니다. 또한 콘크리트 슬래브의 상대적 강성이 토양 강성보다 훨씬 높다고 가정합니다. 따라서 슬래브는 하중을 가한 후에도 평면으로 남아 있다고 가정합니다.
그림 6:격리된 발판에 대한 하위 등급 반응.
단단한 넓은 빔 비유에서 피=아르 자형 엑스 엘. 방정식 3 과 4 는 최종 반응을 찾기 위해 풀 수 있습니다. 그러나 방정식 중 어느 것도 하위 등급 반응 계수를 포함하지 않습니다. 그래서,”경직 된 기초의 기초에있는 지하 반응의 배급은 지하의 압축성의 정도와 독립적이다”그것은 쉬고있다. 많은 저자들이 결론을 내렸 듯이,대부분의 경우이 방법이보다 보수적 인 결과를 산출하기 때문에 베어링 용량을 사용하여 견고한 기초를 안전하게 설계 할 수 있습니다.그러나 매트 파운데이션은 크기가 크고 구멍 및 그레이드 빔을 포함한 많은 하중 적용 지점 및 기타 복잡성이있을 수 있으므로 유연한 파운데이션으로 설계되는 경우가 많습니다. 소프트웨어의 광범위한 가용성은 이러한 추세에 기여. 그러나 단단한 기초와 달리 유연한 기초는 선형 노반 반응을 가질 수 없습니다. 오히려,그것은 기초의 압축성 뿐 아니라 구조상 단단함에 달려 있습니다. 유연한 기초는 두 개의 슬래브 점 사이의 내부 굽힘 및 상대 변위를 받게됩니다. 구조적 강성이 클수록 상대 변위가 줄어 듭니다. 저자는 슬래브 요소의 강성이 매우 높은 경우를 테스트하여 하중을 가한 후 거의 평평한 표면을 만들었습니다. 마찬가지로,노반 반응의 계수가 클수록 압력 분포가 줄어 듭니다. 즉,더 높은 카에스 값은 부하 적용 지점에서 더 많은 압력을 흡수합니다. 그러므로,토양 타협과 외부 압력의 기능인 노반 반응의 계수는 가동 가능한 기초 디자인을 위해,사용됩니다.
상관 관계
베어링 용량과 노반 반응 계수 사이의 상관 관계에 대한 질문에 대한 가장 일반적인–그리고 아마도 가장 안전한–대답은 상관 관계가 없다는 것입니다. 그러나 둘 다 토양 수용량의 측정이고 이 2 개의 매개변수의 무엇이든이 일정한 기초를 디자인하기 위하여 이용될 수 있기 때문에,1 개가 있어야 한다.
다시 한 번 말하지만,수소의 정의는 단위 정산 당 압력입니다. 즉,주어진 변위에 대한 압력을 견딜 수있는 토양 용량. 이전 논의에서,심지어 베어링 용량이 허용 정착을 가지고 또한 분명하다. 따라서 노반 반응의 계수가 단위 정착 당 베어링 용량이라는 결론을 내리는 것이 유혹적입니다.
이 결론은 보울이 제시 한 방정식과 매우 유사합니다.1.이 제품은 높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질,높은 품질.
방정식 5 와 6 에서 허용 가능한 베어링 용량은 먼저 안전 계수를 곱하여 궁극적 인 베어링 용량으로 변환됩니다. 저자는 1 인치 또는 25 밀리미터의 정착을 가정했다. 마지막 방정식은 가정된 타협에 의하여 궁극적인 방위 수용량을 분할하는 그 때 공식화됩니다.
보다 일반적인 형태의 방정식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다:2013 년 11 월 15 일(토)~2013 년 12 월 15 일(일)~2013 년 12 월 15 일(일)~2013 년 12 월 15 일(일)~2013 년 12 월 15 일(일)~2013 년 12 월 15 일(일)~2013 년 12 월 15 일(일)~2013 년 12 월 15 일(일)~2013 년 12 월 15 일(일)~2013 년 12 월 15 일(일)~2013 년 12 월 15 일(일)~2013 년 12 월 15 일(일)~2013 년>
이 방정식은 적절한 안전 계수를 사용해야한다는 것을 명확하게 나타내며 허용 가능한 베어링 용량보다는 궁극적 인 베어링 용량과 비교할 수 있습니다. 안전 계수는 프로젝트 및 지반 공학 엔지니어에 따라 다를 수 있습니다. 다른 중요한 요소는 계산 된 베어링 용량에 대해 가정 된 허용 정산입니다.
이와 유사하게,에너지 효율 분석에 의해 보고된 기본 압력 값은 베어링 용량과 직접 비교할 수 없다는 점에 유의해야 한다. 최대 기본 압력은 안전 계수를 곱한 다음 토양의 허용 베어링 용량과 비교해야합니다.
그러나 위에서 언급 한 방정식에는 제한이 있습니다. 정착 실패가 적용되는 기초에는 적용 할 수 있지만 허용 정착 한도에 도달하기 전에 전단 실패가 발생하는 기초에는 관련 될 수 없습니다. 따라서 엔지니어는 이러한 방정식을 사용하기 전에 주의해야 합니다.
결론
베어링 용량과 노반 반응의 계수 사이의 상관 관계는 기껏해야 추정이다. 추정을 위해 사용될 수 있지만,판 하중 시험에 의해 결정된 수소가치 값은 항상 사용 가능한 경우 사용되어야 하거나 가능한 경우 요청되어야 합니다. 그러나 위의 논의는 이러한 값에 대한 통찰력을 제공하고 엔지니어가 지하 반응 계수의 물리적 중요성을 이해하는 데 도움이됩니다. 그리고 언제나처럼 구조 엔지니어는 토양 강성 및 베어링 값을 마무리하기 전에 지반 공학 엔지니어와 상담해야합니다.▪