4第三章2浅基础结构设计

1、2021-6-14第三章13.4 柱下条形基础2021-6-14第三章23.4.1柱下条形基础的受力特点横向上的剪力和弯矩由翼板承担纵向上的剪力和弯矩由基础梁承担2021-6-14第三章33.4.2 基础梁的纵向内力计算2021-6-14第三章 基底反力计算是将上部结构视为绝对刚性，同时假定地基为弹性体，变形后基础底面仍为平面。这样的条形基础能迫使地基梁均匀下沉。当地基土质均匀，上部结构的各柱距相差不大（20%），柱荷载分布比较均匀，基础梁高度大于16平均柱距时，地基反力可认为直线分布，基础梁的纵向内力可按简化的直线分布法计算。2021-6-14第三章5计算假定l1）将地基反力

2、作为地基梁的荷载，柱子看成铰支座，基础梁看成倒置的连续梁倒置的连续梁。l 2）作用在地基梁上的反力分布反力分布为直线分布l 3）竖向荷载合力的作用点必须与基础梁形心相重合，若不能满足，两者偏心距以不超过基础梁长的3为宜。l 4）结构和荷载对称时或合力作用点与基础形心相重合时，地基反力均匀分布l 5）基础梁底板悬挑部分，按悬臂板计算，如横向有弯矩（对肋梁是扭矩），取最大净反力一边的悬臂外伸部分进行计算，并配置横向钢筋。2021-6-14第三章61）绘出条形基础的计算草图，包括荷载、尺寸等2）求合力 RF i 作用点的位置。目的是尽可能将偏心的地基反力化成均匀的地基反力，然后确定基础梁的长度L 计

3、算步骤设荷载合力（ RF i ）作用点离边柱的距离为 xc ，以A点为参考点，则有iiiiciiiiiF aMVhxFF aMVhR2021-6-14第三章7 3）当 xc 确定之后，按合力作用点与底面形心相重台的原则可以定出基础的长度L，l若 a1 已知,有： L2( xc a1) a1 a a2 ； a2 2 xc a1 a l若a2 已知,有： a1 a a2 2 xc4）L确定之后，宽度 B 按地基承载力 f a 确定。5）基础底板净反力Pjmax、Pjmin计算6）确定基础梁底板厚度h7）底板横向配筋 8）求基础梁纵向内力M、Q2maxmin6blMblFpii2021-6-14第三

4、章8基础梁两端外伸的长度设为a1 、 a 2 ，两边柱之间的轴线距离为a。在基础平面布置允许的情况下，基础梁两端应有适当长度伸出边柱外，目的是增大底板的面积及调整底板形心的位置。使其合力作用点与底面形心相重合或接近。但伸出的长度 a 1 或a 2 也不宜太大，一般宜取第一跨距的0.250.3倍。悬挑部分，依具体情况可采用一端悬挑或两端悬挑。2021-6-14第三章91 经验系数法当条形基础为等跨或跨度相差不超过10，且除边柱之外各柱荷载相差不大，柱距较小、荷载作用点与基础纵向形心相重合时，可近似按经验系数法求基础梁的纵向内力M、Q。2021-6-14第三章102静力平衡法近似地用静力平衡法分析

5、条形基础的内力的要求：l柱距较小l基础梁较短l上部结构和基础梁的刚度较大l地基较均匀方法是：l将柱子的作用力作为基础梁的反力l使基础梁上柱子合力作用点与基础梁形心相重合， iijiiiiijiiiiFxpxQaxFxpxMaxa)()(2)(212021-6-14第三章113 连续梁法对连续梁可用弯矩分配法或连续梁系数法求解。对两头悬臂端的部分，若用连续梁系数法，有两种处理：l1悬臂端在净反力作用下的弯矩，全由悬臂端承担，不再传给其它支座，其它跨按连续梁系数法计算。“l2悬臂端弯矩对其它跨有影响，因此悬臂端用弯矩分配法求出各支座及跨中弯矩。其它跨用连续梁系数法求出各支座及跨中弯矩，然后将所得结

6、果叠加。或全梁用弯矩分配法求出支座弯矩。（图b）用弯矩分配法，（图c）用连续梁系数法。2021-6-14第三章12计算步骤：1.据设计要求及倒梁法规定拟定柱下条形基础尺寸和作用荷载。2.计算基底净反力3.确定计算简图。柱端为不动铰支座，基底净反力为荷载，多跨连续梁。4.弯矩分配法计算弯矩、剪力、轴力。5.调整与消除支座的不平衡力。（误差20）6.叠加2maxmin6blMblFpii33310iiiiiiiiiillPqllPqPFP中间跨支座：边跨支座：2021-6-14第三章132021-6-14第三章 弹性地基梁法该方法描述了基底压力与地基沉降之间的相互关系。以下面两个

7、条件作为根本的出发点：l 1.地基与基础之间的变形协调条件（也可简称为接触条件）：计算中地基与基础始终保持接触，不得出现脱开的现象。l 2.基础在外荷载和基底反力的作用下必须满足静力平衡条件。 根据上述两个基本条件可以列出解答问题所需的微分方程式，然后结合必要的边界条件求解。 2021-6-14第三章151 文克尔（Winkler)地基梁文克尔（Winkler)地基模型:2021-6-14第三章161867年，捷克工程师E文克勒(EWinkler)提出了地基上任一点的沉降si与该点所承受的压力强度pi成正比的假设。 式中：k 基床系数，也称地基抗力系数(KN/m3)iiksp 2021-6-1

8、4第三章17基床系数经验值地基土的特征K (103kN/m3)淤泥质黏土、有机质土、新填土15淤泥质粉质黏土510 黏土及粉质黏土软塑可塑硬塑520204040100 砂土松散中密密实71515252540中密的砾石土黄土及黄土状粉土254040502021-6-14第三章18地基压缩土层较薄或土较软，荷载在地基中近似不扩散，按分层总和法计算变形：地基压缩土层较厚，土非软弱情况，荷载在地基中扩散不忽略，没明确的压缩土层界限，按弹性半空间模型计算变形：太沙基现场载荷试验（荷载板：0.3m0.3m）：niisinisiiHEspkEHps11,LbEspkLEpbs221,11212ssppk20

9、21-6-14第三章19文克尔（Winkler)地基模型的解析解 Z=0 V(VdV) pb dx q dx = 0 qbpdxdV2021-6-14第三章20由材料力学可知，梁的挠曲线微分方程为： 根据接触条件，沿梁全长的地基沉降应与梁的挠度相等，即 s= p = ks = k 于是假设梁上荷载 q=0，则上式可变为： dxdMVMdxdIEc22qbkdxdVdxMddxdIEc2244qbpdxdV044bkdxdIEc2021-6-14第三章21令它是反映梁挠曲刚度和地基刚度之比的系数，量纲为m-1，所以其倒数1 / 称为特征长度。特征长度愈大，梁相对愈刚。故值是影响梁挠曲曲线形状的一

10、个重要因素。四阶常系数线性微分方程的通解为： C1、C2、C3、C4 ：待定的积分常数，可根据荷载和边界条件确定； 44IEkbcxCxCexCxCexxsincossincos432104444dxd2021-6-14第三章22 式中：C1、C2、C3、C4 ：待定的积分常数，可根据荷载和边界条件确定； x：无量纲数， L：称为柔性指数（L为基础长度） 文克勒地基上的梁按柔性指数L划分为： L 短梁 (或刚性梁） L 有限长梁（或有限刚度梁） L 无限长梁（或柔性梁）442021-6-14第三章23 无限长梁的解无限长梁的解 当梁的无荷载端离荷载作用点无限远时，梁端（即两个无荷载端)挠度为零

11、，此时，地基梁称为无限长梁。实际上，当梁端与荷载作用点距离足够大时，即满足L 时，均可按无限长梁计算。文克尔地基上无限长梁的解2021-6-14第三章24文克尔地基上无限长梁的解a 集中荷载下的解以P的作用点为坐标原点O。当x时，0，可得C1 = C2 = 0于是则当x=0时，由此得(C3C4) = 0。令C3 = C4 = C，则上式变为在x=0+，（为一无限小量），则作用在梁右半部截面上的剪应力应等于地基反力的一半，并指向下方，即： eCxCxx(cossin)34)sin(cosxxCex00 xdxdVE IddxPcx ()33022021-6-14第三章25由此可得无限长梁的挠度为

12、由于kbpc2)sin(cos2xxekbPx3322dxdI EVdxdI EMdxdcc 3322dxdI EVdxdI EMdxdcc3322dxdI EVdxdI EMdxdcc文克尔地基上无限长梁的解2021-6-14第三章26梁的左半部对称)sin(cosxxeAxxxeBxxsin)sin(cosxxeCxxxeDxxcosxxxxDPVCPMBkbPAkbP2422，PKAPKB MPC VPDxxxx2422，文克尔地基上无限长梁的解2021-6-14第三章27b集中力偶M0作用下的解答 一顺时针方向的集中力偶M0作用于无限长梁时，以M0的作用点为坐标原点O。当x时，0，则可

13、得C1 = C2 = 0。当x=0时，=0，所以C3=0。在原点O右侧， x=0+，（为一无限小量），则作用在梁右半部截面上的弯矩应等于外力矩的一半，可得C4 =M0 /kbxCexsin42)(0022MdxdIEMxc2021-6-14第三章28符号同符号反时当解VMxxeDxxeCxeBxxeAAMdxdIEVDMdxdIEMCKMdxdBKMMdxdIEMxxxxxxxxxxxcxcxxxc,0cos,sincossin,sincos.2;2;:2;0,0;0,03302230200022文克尔地基上无限长梁的解符号同符号反时当解VMxxeDxxeCxeBxxeAAMdxdIEVDMd

14、xdIEMCKMdxdBKMMdxdIEMxxxxxxxxxxxcxcxxxc,0cos,sincossin,sincos.2;2;:2;0,0;0,03302230200022符号同符号反时当解VMxxeDxxeCxeBxxeAAMdxdIEVDMdxdIEMCKMdxdBKMMdxdIEMxxxxxxxxxxxcxcxxxc,0cos,sincossin,sincos.2;2;:2;0,0;0,03302230200022符号同符号反时当解VMxxeDxxeCxeBxxeAAMdxdIEVDMdxdIEMCKMdxdBKMwMdxdIEMxxxxxxxxxxxcxcxxxc,0cos,si

15、ncossin,sincos.2;2;:2;0,0;0,03302230200022梁的左半部对称2021-6-14第三章29 半长梁的解答长梁的解答 实际工程中，基础梁存在一端无限长。另一端为梁端。当x时，0，则可得C1 = C2 = 0。当x=0时，M=M0，V=P0020322MkbPkbC0242MkbC2021-6-14第三章302021-6-14第三章31 有限长梁的解答有限长梁的解答 实际工程中基础梁大多不能看成无限长梁。对于 (/4 L )的梁，荷载对梁两端的影响尚未消失，即梁端的挠曲或位移不能忽略。2021-6-14第三章32第一步将梁变成无限长梁；在A、B两端产生VA、MA

16、 、 VB、 MB ；2021-6-14第三章33第二步由于梁在 A、B两端是不存在VA、MA 、 VB、 MB的；于是在梁的A、B两端加反向的VA、MA 、 VB、 MB ，形成梁；在VA、MA 、 VB、 MB 的作用下，按无限长梁的解答，求解A、B两端形成VOA、MOA 、 VOB、 MOB 2021-6-14第三章34BOBLOAOBLOAVMAMVDV2222BOBLOAOBLOAMMDMVCV2244ALOBOALOBOAVAMMDVV2222ALOBOALOBOAMDMMCVV22442021-6-14第三章35 C 系数矩阵 R 端部条件力向量 F 外力作用下端部力向量BABA

17、OBOAOBOAADADDCDCVVMMMMVVLxLLxLLLLL2221222221212414221441 FRC2021-6-14第三章36 FCR12021-6-14第三章37第三步在VOA、MOA 、 VOB、 MOB 的作用下按按无限长梁的解答，求解有限长梁内各点的、M、V2021-6-14第三章383.4.3 构造要求（自学）条形基础横截面一般取倒T形。梁高一般可在柱距的1/81/4范围内选择。底板厚不小于200mm，当底板厚为200250mm时宜作成等厚板；当底板厚大于250mm时，宜用变厚板，其坡度i1:3。一般情况下，条形基础的端部应外伸，宜为边跨距的0.250.30倍。

18、通常梁的上下均要配筋，上下纵向受力钢筋应有24根通长配置。梁的混凝土标号一般为C20。 2021-6-14第三章393.5 十字交叉基础十字交叉基础可将荷载扩散到更大的基底面积上，减小基底附加压力，同时又提高了基础的整体刚度，并时基础具有调整不均匀沉降的能力。在高层建筑框架结构中有时采用梁高达1/31/2柱距的交叉条形基础，以其巨大的刚度来增加建筑物的整体刚度。 2021-6-14第三章402021-6-14第三章412021-6-14第三章421节点荷载的分配原则柱下十字交叉基础上的荷载是由柱网通过柱端作用在交叉结点上，计算基本原理是把结点荷载分配给两个方向的基础梁，然后分别按单向的基础梁计

19、算 1.静力平衡条件 节点上Mx、My、 Vx、Vy直接加于相应方向基础梁，不作分配。2.变形协调条件按相交的纵、横梁线刚度分配。PPPiixiyixiy2021-6-14第三章43交叉条形基础2 节点荷载的分配方法边柱节点有悬臂的边柱节点：ly =（0.60.75）SyPSbSbSbPyyxxxxx44PSbSbSbPyyxxyyy444xxxkbEIS 44yyykbEIS PSbSbSbPyyxxxxxPSbSbSbPyyxxyyy2021-6-14第三章44内柱节点：PSbSbSbPyyxxyyyPSbSbSbPyyxxxxx2021-6-14第三章45 角柱节点： 与内柱节点公式相同

20、有悬臂的角柱节点：ly =（0.60.75）SyPSbSbSbPyyxxxxxPSbSbSbPyyxxyyy2021-6-14第三章46计算系数、值ly/Sy0.60.620.640.650.660.670.680.690.700.710.730.751.431.411.381.361.351.341.321.311.301.291.261.242.802.842.912.942.973.003.033.053.032021-6-14第三章473.6 筏板基础筏形基础是柱下或墙下连续的平板式或梁板式钢筋混凝土基础。筏形基础分梁板式和平板式两种类型。2021-6-14第三

21、章482021-6-14第三章49抗弯刚度EI= M0；反证法: 假设基底压力与荷载分布相同，则地基变形与柔性基础情况必然一致；分布: 中间小, 两端无穷大。弹性地基，绝对刚性基础弹性地基，绝对刚性基础基础抗弯刚度EI=0 M=0；基础变形能完全适应地基表面的变形;基础上下压力分布必须完全相同，若不同将会产生弯矩。2021-6-14第三章50弹塑性地基，有限刚度基础弹塑性地基，有限刚度基础 荷载较小荷载较小 荷载较大荷载较大砂性土地基砂性土地基粘性土地基粘性土地基 接近弹性解接近弹性解 马鞍型马鞍型 抛物线型抛物线型 倒钟型倒钟型2021-6-14第三章513.6.1地基承载力及沉降验算与一般

22、基础不同的是非抗震设防的筏形基础应符合下式要求：对于抗震设防的建筑，箱形和筏形基础的地基抗震承载力应按下列公式验算：wwwwawawhrpppfppfpp上的浮力；地下水作用在基础底面02 . 1minmaxSEEfpSEEfp2 . 1max,aSSEff2021-6-14第三章52基础的平面尺寸,应根据地基土的承载力、上部结构的布置及荷载分布等因素确定。当为满足地基承载力的要求而扩大底板面积时,扩大部位宜设在建筑物的宽度方向。对单幢建筑物，在均匀地基的条件下，箱形和筏形基础的基底平面形心宜与结构竖向荷载重心重合。当不能重合时，在永久荷载与楼(屋)面活荷载长期效应组合下，偏心距e宜符合下式要

23、求:式中W 与偏心距方向一致的基础底面边 缘抵抗矩；A 基础底面积。AWe1 . 02021-6-14第三章53最终沉降计算采用压缩模量的分层总和法筏形基础的允许沉降量和允许整体倾斜值应根据建筑物的使用要求及其对相邻建筑物可能造成的影响按地区经验确定。但横向整体倾斜的计算值T，在非抗震设计时宜符合下式的要求:的近似值是地基回弹再压缩量siciiiisiossicniEpZZEpEps)(111HBaT1002021-6-14第三章54弹性半空间法弹性半空间法根据布辛奈斯克（J.Boussinesq,1685年）弹性力学解答，在弹性半空间表面上作用一个竖向集中力P时，半空间表面上离竖向集中力作用

24、点距离为r处的地基表面沉降s为 ： 式中 地基土的泊松比； E地基土的变形模量。sEPr122021-6-14第三章55设地基表面作用着任意分布的荷载，将基底平面划分为n个网格。2021-6-14第三章56分布于网格上的荷载可视为作用在网格中心点上的集中力Pj 。以中心点为节点，则作用在各节点上的等效集中力就是P。Pj对地基表面任一节点i所引起的变形为sij ，各节点上的变形为s，则各节点上的地基变形可表示为： sssPPPnnnnnnnn1211121212221212sExxyyijijjiji11222()()2021-6-14第三章57mtsititzijtijEH1有限压缩层地基模型

25、将地基模型视为侧限条件下有限深度的压缩土层，以分层总和法为基础，建立地基压缩层与地基作用荷载的关系。由分层总和法：2021-6-14第三章582021-6-14第三章593.6.2筏板内力计算1 按直线分布的基底反力计算l当地基比较均匀、上部结构刚度较好，且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时，l上部结构为柔性结构，用静定分析法；l静力平衡法l弯矩分配法l经验系数法l上部结构为刚性结构时，筏形基础可仅考虑局部弯曲作用，按倒楼盖法进行计算2按弹性地基的基底反力计算l当地基比较复杂、上部结构刚度较差， 或柱荷载及柱间距变化较大时，筏基内力应按弹性地基梁板方法进行分析。lWinkler基床系数法l弹性

26、有限单元法2021-6-14第三章60yIeFxIeFAFyxpxyyx,内力计算a 静定分析法（条带法）将筏板分为互相垂直的条带，条带以相邻柱列间中线为分界线，各条带彼此独立，条带上作用柱荷载P1、P2,底面作用基底反力p(x,y)，按静定分析法计算内力。2021-6-14第三章61内力计算b 倒楼盖法：筏板被基础梁分为不同支承条件的单向板及双向板。筏板按支承条件，依据弹性板计算公式计算；肋梁按倒梁法计算2021-6-14第三章62梁板式筏基底受冲切承载力梁板式筏基底受冲切承载力对12层以上建筑的梁板式筏基，其底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不应小于1/14，且板厚不应小于400mm。

27、2021-6-14第三章63Fl0.7hpftumh0 Fl -作用在图8.4.5-1中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值；um-距基础梁边h0/2处冲切临界截面的周长(图8.4.5-1)。 当底板区格为矩形双向板时，底板受冲切所需的厚度h0按下式计算pn-相应于荷载效应基本组合的地基土平均净反力设计值。47 . 04)()(21221210thpnnnnnnnnfpllpllllh2021-6-14第三章64梁板式筏基底受剪承载力梁板式筏基底受剪承载力对12层以上建筑的梁板式筏基，其底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不应小于1/14，且板厚不应小于400mm。 2021-6-14第三章

28、65 Vs0.7hpft(ln2-2h0) h0Vs 距梁边缘h0处，作用在图8.4.5-2中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值；hp受剪切承载力截面高度影响系数，当按公式(8.4.5-4)计算时，板的有效高度h0小于800mm时， h0取800mm； h0大于2000mm时， h0取2000mm。4/10hs800）（h2021-6-14第三章663.6.3 构造要求（自学）1梁板式筏基底板的板格应满足受冲切承载力的要求。梁板式筏基的板厚不应小于300mm，且板厚与板格的最小跨度之比不宜小于1/20。2梁板式筏基的基础梁除满足正截面受弯及斜截面受剪承载力外，尚应验算底层柱下基础梁顶面的局

29、部受压承载力。3筏形基础地下室的外墙厚度不应小于250mm, 内墙厚度 不应小于200mm。墙体内应设置双面钢筋，钢筋配置量除满足承载力要求外，竖向和水平钢筋的直径不应小于10mm,间距不应大于200mm。4 按倒楼盖法计算的梁板式筏基,其基础梁的内力可按连续梁分析,边跨跨中弯矩以及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2 的系数。考虑到整体弯曲的影响，梁板式筏基的底板和基础梁的配筋除满足计算要求外，纵横方向的支座钢筋尚应有1/2 1/3贯通全跨,且其配筋率不应小于0.15%;跨中钢筋应按实际配筋全部连通。2021-6-14第三章67规范根据上部结构和基础刚度的大小规定了上部结构嵌固部位的确定原则：(1

30、)单层地下室为箱基，上部结构为框架、剪力墙或框剪结构时，上部结构的嵌固部位可取箱基的顶部(2)采用箱基的多层地下室及采用筏基的地下室，对于上部结构为框架、剪力墙或框剪结构的多层地下室，当地下室的层间侧移刚度大于等于上部结构层间侧移刚度的1.5倍时，地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位，否则认为上部结构嵌固在箱基或筏基的顶部； (3) 对于上部结构为框筒或筒中筒结构的地下室，当地下一层结构顶板整体性较好，平面刚度较大且无大洞口，地下室的外墙能承受上部结构通过地下一层顶板传来的水平力或地震作用时，地下一层顶部可作为上部结构的嵌固部位。2021-6-14第三章68采用箱形或筏形基础时上部结构的嵌

31、固部位2021-6-14第三章693.7 箱形基础外墙内墙2021-6-14第三章70由底板、顶板、外墙和相当数量的纵横内隔墙构成的单层或多层箱形钢筋混凝土结构，作为整个建筑物或建筑物主体部分的基础。2021-6-14第三章713.7.1 箱基的特点及应用特点l刚度大，有效扩散荷载，调整不均匀沉降；l基础宽度和深度大，增加稳定性，提高承载力；l大面积开挖，补偿性基础，减小沉降；l与地下室结合，充分利用地下空间。应用l适用于比较软弱或不均匀地基上建造有地下室的高耸、重型或对不均匀沉降有严格要求的建筑物2021-6-14第三章723.7.2地基承载力验算与一般基础不同的是非抗震设防的筏形基础应符合

32、下式要求：对于抗震设防的建筑，箱形和筏形基础的地基抗震承载力应按下列公式验算：wwwwawawhrpppfppfpp上的浮力；地下水作用在基础底面02 . 1minmaxSEEfpSEEfp2 . 1max,aSSEff2021-6-14第三章73基础的平面尺寸,应根据地基土的承载力、上部结构的布置及荷载分布等因素确定。当为满足地基承载力的要求而扩大底板面积时,扩大部位宜设在建筑物的宽度方向。对单幢建筑物，在均匀地基的条件下，箱形和筏形基础的基底平面形心宜与结构竖向荷载重心重合。当不能重合时，在永久荷载与楼(屋)面活荷载长期效应组合下，偏心距e宜符合下式要求:式中W 与偏心距方向一致的基础底面

33、边 缘抵抗矩；A 基础底面积。AWe1 . 02021-6-14第三章74最终沉降计算采用压缩模量的分层总和法筏形基础的允许沉降量和允许整体倾斜值应根据建筑物的使用要求及其对相邻建筑物可能造成的影响按地区经验确定。但横向整体倾斜的计算值T，在非抗震设计时宜符合下式的要求:的近似值是地基回弹再压缩量siciiiisiossicniEpZZEpEps)(111HBaT1002021-6-14第三章75箱基基底反力与内力计算基底反力基本是边缘大于中间的马鞍形分布2021-6-14第三章761.上部结构为刚性结构（框剪）箱基的外墙、内墙是上部结构竖向承重构件一部分；顶板、底板按局部弯曲考虑。顶板以实际

34、荷载按普通楼盖计算；底板以局部基底净反力（计入箱基自重后扣除底板自重所余反力）按倒楼盖计算。2021-6-14第三章772.上部结构为敏感性结构（框架）忽略上部结构刚度，将箱基视为两个方向分别进行单向受弯计算，按静力分析法计算。墙体承受竖向荷载。在整体弯曲时，顶板、底板处于轴向受压、轴向受拉状态（考虑上部刚度，弯矩要折减）；在局部弯曲时，顶板、底板承受分布压应力，按前述方法计算；二者叠加，顶板、底板按拉弯、压弯计算。2021-6-14第三章783.7.3 构造要求（自学） 1.箱形基础的平面尺寸：应根据地基承载力、地基变形允许值以及上部结构的布局及荷载分布等条件确定。对单个建筑物，在均匀地基条

35、件下，竖向荷载合力对基底形心的偏心距要求与前述筏板基础相同，必要时可调整箱基的平面尺寸或仅调整箱基的底板外伸尺寸以满足要求。 2.箱形基础的高度：应满足结构承载力和刚度的要求，其值不宜小于箱基长度的1/20，并不宜小于3m。箱基的长度不包括底板悬挑部分。3.箱基的埋置深度：一方面应满足建筑物对地基承载力、基础倾覆及滑移稳定性、建筑物整体倾斜以及抗震设防的要求；另一方面也考虑深基坑开挖极限深度、人工降低地下水位施工可能性以及对邻近建筑物影响等因素。同一结构单元内，不应局部采用箱形基础，且基础的埋深宜取一致。一般不宜小于建筑物高度的1/15。2021-6-14第三章794.箱形基础的内外墙：外墙沿

36、建筑物四周布置，内墙一般沿上部结构柱网和剪力墙的位置纵横均匀布置。墙体水平截面总面积(不扣除洞口部分)不宜小于箱形基础外墙外包尺寸的水平投影面积的1/10。对基础平面长宽比大于4的箱形基础，其纵墙水平截面面积不得小于箱基基础外墙外包尺寸的水平投影面积的1/18。5.箱基的顶、底板刚度：要满足整体及局部抗弯刚度的要求。顶板厚度应根据跨度及荷载大小确定，要满足抗弯、斜截面抗剪与抗冲切的要求。一般不应小于180mm。底板厚度应根据实际受力情况、整体刚度与防水要求，满足抗弯、抗剪及抗冲切验算。一般不应小于300mm。如有特殊要求应另外计算。顶、底板应按结构特点分别考虑整体与局部抗弯计算配筋。其配筋量除

37、满足设计要求外，纵横方向的支座钢筋尚应有1/21/3贯通全跨，且配筋率应分别不小于0.15%、0.10%，跨中钢筋按实际配筋率全部贯通。2021-6-14第三章806.箱形基础的墙身厚度：应根据实际受力情况及防水要求确定。外墙不应小于250mm，内墙不应小于200mm。墙体内应设置双面钢筋，竖向和水平向钢筋的直径不应小于10mm，间距不应大于200mm。除上部为剪力墙外，内、外墙的墙顶处宜配置两根直径不小于20mm的通长构造钢筋。墙身尽量少开洞。门洞宜设在柱间居中部位，洞边距上层柱中心的水平距离不宜小于1.2m。洞口上过梁高度不宜小于层高的1/5，洞口面积不宜大于柱距与箱基基础全高乘积的1/6

38、。洞口周围应加设钢筋，洞口四周附加钢筋面积不应小于洞口宽度内被切断钢筋面积的一半，且不少于两根直径为16mm的钢筋，此钢筋应从洞口边缘处延长40倍钢筋直径。7.箱形基础混凝土强度等级不应低于C20，并应考虑其防渗等级。8规范规定，当地基压缩层深度范围内的土层在竖向和水平方向均较均匀、且上部结构为平立面布置较规则的剪力墙、框架、框剪体系时，箱形基础的顶、底板可按局部弯曲计算。对不符合以上条件的箱形基础应同时考虑局部弯曲及整体弯曲的作用。2021-6-14第三章813.8 补偿性基础基底的实际压力等于原有的土体自重，不改变地基内原有的应力状态。如基础或建筑物地下部分具有中空、封闭的形式，免去大量回

39、填土，补偿上部全部或部分重量。基底压力与土体重量不可能及时替换，通过设计和施工措施，减小施工过程中地基应力状态变化程度。2021-6-14第三章823.9 上部结构、基础和地基 的共同作用分析常规设计方法l先把上部结构隔离出来，并用固定支座来代替基础，求得上部结构的内力和变形以及支座反力l接着把支座反力作用于基础上，用材料力学方法求得地基反力R，地基反力是线性分布的，从而得到基础的内力和变形l再把地基反力作用在地基或桩上来设计桩数或校核地基强度和变形。2021-6-14第三章832021-6-14第三章842021-6-14第三章85柔性基础：不具有调整荷载和不均匀沉降的能力。当荷载均匀分布时

40、，反力均匀分布，地基变形中间大，两侧小。2021-6-14第三章86地基土完全弹性体 马鞍形分布 钟形分布 抛物线分布刚性基础：具有调整荷载和不均匀沉降的能力。2021-6-14第三章872021-6-14第三章882021-6-14第三章892021-6-14第三章902021-6-14第三章912021-6-14第三章92当地基采用弹塑性模型(例如DP 弹塑性地基模型)时，即使对于绝对刚性基础边缘地基反力仍比较缓和，并且与实测结果比较接近。2021-6-14第三章932021-6-14第三章942021-6-14第三章95 对筏板内最大弯矩的影响 随着层数的增加，荷载随着增加，筏板中的弯矩

41、也随着增加，但是单位荷载的最大弯矩却是减小的，这充分说明上部结构刚度对基础的贡献。2021-6-14第三章96随着筏板厚度的增加，筏的相对刚度增加KR也增加，筏板最大弯矩也增大。但是当KR1时，即筏板厚度达到某值时，筏板最大弯矩的增加速率开始减缓。2021-6-14第三章97共同作用分析方法把上部结构、基础和地基(有桩基础包括桩)看成一个整体，满足三者在接触部位的变形协调条件的分析方法。2021-6-14第三章98本学科发展概况1953年梅耶霍夫(G.C. Meyerhof)提出估算框架结构等效刚度等效刚度的公式以考虑共同作用1956年米斯基(S.Chamecki），1957年格罗斯霍夫(H.

42、Grosshof）相继研究单独基础上多层多跨框架结构的共同作用1965年萨玛(H.Sommer) 提出一个考虑上部结构刚度计算基础沉降、接触应力和弯矩的方法1965年申凯维茨和张佑启(O.C.Zeinkeiwicz and Y.K.Cheung)：应用有限元有限元研究地基基础的共同作用1968年普齐米尼斯基(J.S.Przemieniki）提出子结构子结构的分析方法，1971年哈达丁(M.J.Haddadin) 首次利用子结构的分析方法，为研究地基基础与上部结构共同作用打下基础1972年克里斯琴(J.T.christian) 在高层建筑的规划与设计会议上阐述高层建筑与地基基础共同作用问题。20

43、21-6-14第三章991970年，李和哈里申(I.K.Lee and H.B.Harrisson)：1972年，兰纳斯和伍德(W.J.Larnach and L.A.Wood)，1973年，胡珀(J.A.Hooper)：1974年，海恩和李(S. J. Hain and I.K.Lee ）1974年，金和钱得拉斯肯(G.J.W.King and V.S.Chandrsekarn)，1975年，华社和弗拉萨(L. J .Wardle and R.A.Frazer)，1976年，胡珀和伍德(J.A.Hooper and L.A.Wood) ：1977年，在印度召开第一次“土与结构物共同作用”国际

44、性会议，论文集中反映该课题在当时的新水平。以后，对共同作用课题越来越引人注目。几乎涉及到所有工程问题。在l1981年，第十届国际土力学及基础工程会议，l1985年，第十一届国际土力学及基础工程会议l1979年，第三届国际土质力学的数值方法会议l1982年，第四届国际土质力学的数值方法会议l1985年，第五届国际土质力学的数值方法会议 均有一个“土与结构物共同作用”组进行讨论2021-6-14第三章1001981年，普洛斯(H.G.Poulos)利用1936年明得林(R.D.Mindlin)公式提出桩与地基土共同作用的弹性理论法，推动了桩、土与上部结构基础共同作用桩、土与上部结构基础共同作用的深

45、入研究，他在第十届国际土力学及基础工程会上作了土和结构物共同作用的总报告，详述了土与结构物共同作用的发展和前景。1986年， 普瑞斯（G.Price）等人利用共同作用原理对11层高层建筑桩筏基础作了设计尝试2021-6-14第三章101在国内60年代初对共同作用问题也做过一些研究工作，70午代，我国高层建筑逐渐兴起。促使高层建筑与地基基础共同作用研究加速开展。从1974年起先后在京沪等地区对3幢高层建筑箱形基础与地基共同作用进行比较全面的现场测试，在理论上作了比较系统的探索，积累了宝贵的经验和难得的数据，为我国高层建筑箱形基础设计与施工规程(JGJ680)的编制创造了有利条什，使我国的箱形基础设计提高到一个新的水平。2021-6-14第三章1021981年在上海同济大学召开“高层建筑与地基基础共同作用学术交流会“检阅了我国当时在该课题的研究水平；l1980年建研院何颐华课题组l1980年北京工业大学叶于政课题组l1980年上海同济大学张问清课题组，提出扩大