基础工程第3章连续基础部分

1、在常规设计法中，通常假设基底反力至线性分布在常规设计法中，通常假设基底反力至线性分布。 常规设计常规设计上部结构、基础、地基分开考虑上部结构、基础、地基分开考虑柔性基础柔性基础不能扩散应力，因此基底反力分布不能扩散应力，因此基底反力分布与作用于基础上的荷载分布完全一致。与作用于基础上的荷载分布完全一致。 基础架越作用的强弱取决于基础的相对刚基础架越作用的强弱取决于基础的相对刚度、土的压缩性以及基底下塑性区的大小。度、土的压缩性以及基底下塑性区的大小。 一般来说基础的相对一般来说基础的相对刚度愈强沉降就愈均匀，但刚度愈强沉降就愈均匀，但基础的基础的内力内力将相应将相应增大增大，故，故当地基局部软

2、硬变化较大时当地基局部软硬变化较大时( (如石芽型地基如石芽型地基) )可以采用可以采用整体刚度较大的连续基础；整体刚度较大的连续基础；而当地基为岩石或压缩性很而当地基为岩石或压缩性很低的土层时，宜优先考虑采低的土层时，宜优先考虑采用扩展基础如采用连续基用扩展基础如采用连续基础，抗弯刚度不宜太大，这础，抗弯刚度不宜太大，这样可以取得较为经济的效果样可以取得较为经济的效果o o 当地基压缩性显著不均匀时，按常规设计法求得的基当地基压缩性显著不均匀时，按常规设计法求得的基础内力可能与实际情况相差很大。础内力可能与实际情况相差很大。 柔性结构柔性结构对基础的不均匀沉降有很大对基础的不均匀沉降有很大顺

3、从性顺从性，故基础的沉降差不会在主体结构中引起多少附加故基础的沉降差不会在主体结构中引起多少附加应力。应力。 柔性结构的地基柔性结构的地基变形限制较宽变形限制较宽，但仍然不允许，但仍然不允许基础出现过量的沉降或沉降差。基础出现过量的沉降或沉降差。 敏感性结构对敏感性结构对基础间的沉陷差较敏感，很小的沉基础间的沉陷差较敏感，很小的沉降差异就足以引起可观的附加应力，因此，若结构本降差异就足以引起可观的附加应力，因此，若结构本身的强度贮备不足，就很容易发生开裂现象。身的强度贮备不足，就很容易发生开裂现象。 上部结构的上部结构的刚度愈大刚度愈大，其，其调整不均匀沉降的能力就调整不均匀沉降的能力就愈强愈

4、强。对于采用单独柱基的框架结构，设置基础梁。对于采用单独柱基的框架结构，设置基础梁( (地地梁梁) )是加大结构刚度、减少不均匀沉降的有效措施之一。是加大结构刚度、减少不均匀沉降的有效措施之一。 基础刚度愈大基础刚度愈大，其，其挠曲愈小挠曲愈小，则上部结构的，则上部结构的次应力也次应力也愈小愈小。因此，对高压缩性地基上的框架结构，基础刚度。因此，对高压缩性地基上的框架结构，基础刚度一般一般宜刚而不宜柔宜刚而不宜柔：而对柔性结构，在满足允许沉降值：而对柔性结构，在满足允许沉降值的前提下，基础刚度的前提下，基础刚度宜小不宜大宜小不宜大，而且不一定需要采用，而且不一定需要采用连续基础。连续基础。 刚

5、性结构刚性结构指的是烟囱、水塔、高炉、筒仓这类刚度指的是烟囱、水塔、高炉、筒仓这类刚度很大的高耸结构物其下常为整体配置的独立基础。当很大的高耸结构物其下常为整体配置的独立基础。当地基不均匀或在邻近建筑物荷载或地面大面积堆载的影地基不均匀或在邻近建筑物荷载或地面大面积堆载的影响下，基础转动倾斜，但几乎不会发生相对挠曲。响下，基础转动倾斜，但几乎不会发生相对挠曲。 体型简单，长高比很小，通常采用框架、剪力墙或体型简单，长高比很小，通常采用框架、剪力墙或筒体结构的高层，其下配置相对挠曲很小的箱形基础、筒体结构的高层，其下配置相对挠曲很小的箱形基础、桩基或其他深基础，也可做为刚性结构桩基或其他深基础，

6、也可做为刚性结构 对高压缩性地基土的框架结构，按不考虑相互作用的常规对高压缩性地基土的框架结构，按不考虑相互作用的常规方法设计，结果常使方法设计，结果常使上部结构偏于不安全上部结构偏于不安全，而使柱下条基等连，而使柱下条基等连续续基础的设计偏于不经济基础的设计偏于不经济。 如果地基土的压缩性很低，基础的不均匀沉降很小，如果地基土的压缩性很低，基础的不均匀沉降很小，则考虑地基则考虑地基基础基础上部结构三者相互作用的意义就不大。上部结构三者相互作用的意义就不大。因此在相互作用中起主导作用的是地基，其次是基础，因此在相互作用中起主导作用的是地基，其次是基础，而上部结构则是在压缩性地基上基础整体刚度有

7、限时起重而上部结构则是在压缩性地基上基础整体刚度有限时起重要作用的因素。要作用的因素。3.3.2 弹性半空间地基模型1、假定将地基视为均质的线性变形半空间，用弹性力学求解地基附加应力或位移，地基上任意点沉降与整个基底反力及相邻荷载分布有关。1）作用P时距r表面沉降s为2）均荷作用下，矩形中心点沉降，可对上式积分 (LIn(b+ +bIn( p0 rEpS02/ )1 (02/ )1 ( 2ESlbl/ )22)/ )22bbllnjjijniniiRRR111nnnnnnnnRRRSSS212122221112112102/1Eij)()()(1)(ln1ln1 2222222jiYYxxji

8、bbllllblbbjijijjjjjjjjjj02/1Eij02/1EijcntstititijijEh100MFiiSW MdxwdEI22qbpdxdVVdxdMws ws 04444wEIkbdxwdbkwdxwdEI44EIkb04444wdxwd )cos()cos(4321xSincxcexSincxcewxx柔度特征值 KSPbPdxwdEI44AFxkb200/0dxdx处， )cos()cos(4321xSincxcexSincxcewxx )cos(43xSincxcewx在竖向集中力作用下，梁的挠曲曲线和弯矩图是关于原点对称的，在竖向集中力作用下，梁的挠曲曲线和弯矩图是

9、关于原点对称的， )(cosxSinxcewx20FV代入公式可得，C3=C4=CkbcF200时，xBFxkb20CFxM40DFxV20bBlABlAVMAMFDF2222alBAlBAVAMMDFF2222alBAlBAMDMMCFF2244akwkkkwwGawkkfblMblGGFplhrdrfGFb2.16)(2max )(cos20 xSinxekbFwx长梁（柔性）有限长梁短梁（刚性）无量纲值的相对刚柔程度的一个地基上梁柔度指数，表征文克勒 )( 4/ 4/LLLL44EIkbbBlABlAMMDMFCF 2244v按载荷试验成果确定p)/(,/kbbkspspkpp对粘土板沉

10、降值为平均反力，ixxyyyyiyiyyxxxxixxyFSbSbSbFFSbSbSbFZxZy4444,0, 1,对右图所示角节点，3.5 地基上梁的数值分析v当用文克勒计算方法求梁的解析解时，K沿梁长方向不是常量，或采用了非文克勒地基模型，那么无法求解析解，只能求近似的数值解。 iiispk/分析方法很多，常用有限元 法弹性地基梁法和倒梁法简化计算法：静定分析44/)1(75.1EIkblm1/为文克勒地基上梁的特征长度，条形基础的高度不小于平均柱距的基础的高度不小于平均柱距的1/6。ixxyyyyiyiyyxxxxixyxFSbSbSbFFSbSbSbFZZ4对右图所示角节点，力矩设计值

11、代数和各荷载对基础梁中点的值之和各柱传来的竖向力设计MFlMlFbp2minmax6siisEhkhEkhb/1/3.4,2基座系数：节解析法计算匀，按文克勒薄压缩层地基，压缩均siiEhk/1iyixiyixiwwFFF6）节点荷载分配：）节点荷载分配：交叉节点类型有交叉节点类型有角柱角柱、边柱边柱、和、和内柱内柱。444141yx,22yyyyxxxxyxyyiyiyxxxixixkbEISkbEISSSZSkbFwZSkbFwy方向基础梁特征长度，iyxxyyxxyyiyixyyxxyyxxixiyixyyiyyxxixxiyixxxxxxFZSbSbZZSbFFZSbSbZZSbFFF

12、FSbFZSbFZxxSinxeZxi22)cos2cos21 (1而，可得根据ixxyyxxyyiyixyyxxxxixxFSbSbZZSbFFZSbSbSbFZ4444,0y对右图所示角节点，Awe1 . 0 ixxyyxyyxiyiyyxxxxxixyFSbSbZSbZFFSbZSbSbFZy1,对右图所示角节点，实际决定层土回弹再压缩横量，压力系数层底面范围内平均附加，基础底面计算点到第层深度，基础底面到第压力标准值。基础底面处地基土自重沉降计算经验系数验系数，无经验时考虑回弹的沉降计算经i,1 - ii,1 - ii,1)(111110sisiiiiicsniiiiisissicEE

13、ZZpZZEpEpsiyyxxyyiyiyyxxxxixyxFSbSbSbFFSbSbSbFZyZx11yxiyxiiyixjiiiyiyiyjiiixixixixixbbAbbAiAiFFPAFFFPAFFFFFFF21 yx,i中间角点重叠面积方向的荷载增量，结点在NoImage0 2 . 1p minmaxpffpaa偏心轴压时对抗震设防的建筑，符合地基抗震承载力要求。当基础底对抗震设防的建筑，符合地基抗震承载力要求。当基础底面地震效应组合的边缘最小压力出现零应力时，面地震效应组合的边缘最小压力出现零应力时，零应力区零应力区面积不应超过基础底面面积的面积不应超过基础底面面积的15%。对高宽比大于。对高宽比大于4的高的高层建筑，不宜出现零应力区。层建筑，不宜出现零应力区。4