基础工程之三条基筏基和箱基.ppt

1、3柱下条基础、阀形基础和箱型基础、中南大学资源和安全工程学院胡建华、基础埋深、持力层、f、下卧层、m、q、基础基础、上部构造、教育目标、3.1柱下条基础、柱下条构造：矩形梁翼板、肋梁、翼板、特征：基础面积大，承受大负荷增加建筑整体刚性，减少不均匀沉降，提高抗震性能。 翼板，肋梁，翼板，根据结构决定长度根据地基的承载力决定宽度的翼板修正：根据翼板厚度和配筋剪切阻力决定翼板的厚度根据弯曲阻力修正横配筋。 地基梁的纵向内力分析结构设置修订。翼板、肋梁、3.3.1柱下条基础的设置修订计算内容确定基础底面尺寸：3.3.2柱下条基础内力修订计算3.3.2.1倒梁法不考虑基础、基础及上部结构的共同作用假设：

2、上部结构刚度、柱角无差异的沉降基础基本刚度(整体无弯曲)基础反作用力直线分布修订计算模型：柱逆梁法适用于上部结构刚性大，各柱间沉降差小的情况。 该修正计算模式只考虑柱之间出现的局部弯曲，忽略基础的整体弯曲，由于修正计算的柱位弯曲力矩和柱间最大弯曲力矩平衡，所以得到的不利截面上的弯曲力矩的绝对值通常较小。 逆梁法的修正计算步骤：1 )根据最初选择的柱下的棒基础尺寸和作用负荷，决定修正计算概略图；2 )修正基础的净反作用力和分布，用刚性基础的线性分布进行修正；3 )用弯矩分配法或弯矩系数法修正弯矩和剪力；4 )不平衡力由于上述假设不能满足支撑台上的静力平衡条件，必须通过逐次调整消除不平衡力5 )继

3、续用弯矩分配法或弯矩系数法校正内力，重复步骤4，逐次校正直至达到精度范围(负荷的20%以下)为止6 ) 例题：如柱下条基础的负荷分布图所示，基础埋设深度为1.5m，地基土承载力为160kPa。 确定其底面尺寸，用逆梁法试着修正地基梁的内力。 解： (1)基础底面尺寸的确定，基础的全长，基础的宽度，基础的宽度b=2.1m，例题：柱下条基础的荷重分布图所示，基础埋设深度1.5m，基础土承载力160kPa。 确定其底面尺寸，用逆梁法试着修正地基梁的内力。 (2)修正沿基础纵向的地基净反作用力，采用逆梁法将条基础视为q的三跨连续梁。 例题：如柱下条基础的负荷分布图所示，基础埋设深度为1.5m，混凝土承

4、载力为160kPa。 确定其底面尺寸，用逆梁法试着修正地基梁的内力。 (3)采用弯矩分配法纠正梁的初始内力和支承反力，弯矩：剪力：例题：柱下条基础的荷载分布如图所示，基础埋深为1.5m，重叠土承载力为160kPa。 确定其底面尺寸，用逆梁法试着修正地基梁的内力。 (3)采用弯矩分配法纠正梁的初始内力和支承反力，支承反力：14，例题：柱下条基础的荷载分布如图所示，基础埋深为1.5m，重叠土承载力为160kPa。 确定其底面尺寸，用逆梁法试着修正地基梁的内力。 (4)修正调整负荷，由于支撑台反作用力和原柱负荷不相等，需要调整，将差分值换算为分布负荷q :调整负荷的修正概略图如上图所示。15、例题：

5、如柱下条基础的负荷分布图所示，基础埋设深度为1.5m，混凝土承载力为160kPa。 确定其底面尺寸，用逆梁法试着修正地基梁的内力。 (5)修正调整负荷产生的连续梁内力和支承反力，弯矩：支承反力：剪力：16，例题：柱下条基础的负荷分布如图所示，设为基础埋设深度1.5m，重叠土承载力160kPa。 确定其底面尺寸，用逆梁法试着修正地基梁的内力。 可以停止迭代修正计算，因为这些结果与柱载荷非常接近。(17 )修正连续梁的最终内力，弯矩：剪力：18，最终弯矩和剪力图，注意：用倒梁法求出的梁的支承反作用力，往往不等于柱的纵、负荷(轴力)。 此时，所谓基础反作用力局部调整法，采用的是使支撑台的不平衡力均匀

6、分布在本支撑台的两侧各1/3跨距的范围内，将基础反作用力调整为阶梯状，通过倒梁法计算内力并与原来计算出的内力重合的所谓“基础反作用力局部调整法”。 根据基础梁的m图，对各支承台、跨度分别按矩形、t形截面进行强度校正；根据v图，对斜截面剪切强度进行校正，满足结构要求。 (结构力学方法)参考教材P106-108，例题3-1自学！ 假设线性分布，根据柱端负荷在静力平衡条件下求得，柱端处理3360，要注意适用条件3360，上部结构柔软，基础刚性大的条件基础或联合基础.逆梁法和静定分析法的区别(柱端处理方式)！ 静定分析法补充介绍基础压力：原理：dV dx，=bp q，v，vdv(vdv)bpdxqdx

7、=0q梁顶线负荷。 千分比； p基面载荷kN/m； b考虑基础梁的底面宽度、3.3.2.2文克尔地基上梁的修正基础相互作用，、dx、dx、d、dx、dV dx、=、=、=。 能够利用材料力学公式：d、dx、d、dx、d、dx、)=q bk得到： p=ks=k文克尔地基上梁的挠曲微分方程式为反映梁的弯曲刚性和地基刚性的比，称为单位： m-1 1/特征长度(单位： m )。 解是，x x、4、44=0、4dx4、bk 4 EI，则=、winkler地基上梁的微分方程式解：winkler地基上梁的微分方程式应用：导出：挠曲、拐角、弯矩、剪力等的修正公式。 Winkler弹性地基上的无限长梁受到垂直集

8、中力的边界条件： x、0 x=0、d/dx=0 x=0、V=-P0/2。 当然，我们可以选择这样的一种方式，即P0 2K，P0 2K，P0 2kb，w=0.043 2K，w=0.00187，x=x=，=，x=0，w=，梁上不同位置的挠曲：集中床系数k的导入，梁的区分注意：根据从负荷作用点到梁端的距离区分无限长梁：负荷作用点是从梁的两端开始/； 半无限长梁：负荷作用点从梁的一端开始/，从另一端开始/； 有限长梁：负荷作用点距梁的两端/小，梁的长度大于/(4)刚性梁：梁的长度小于/(4)。 由、集中力引起的无限长梁的内力：挠曲、旋转角、弯曲、力矩m、剪切力v的部分，布局为教材P116、A x、P0

9、 2kb、=、B x、P0 2kb、=、 参照Winkler弹性地基上无限长梁受集中力时的应力补正自学Winkler弹性地基上半无限长梁受集中力时的应力补正自学提示Cx :主要理解边界条件、特解形式以及弯曲、角、弯曲力矩和剪切力的分布特征、Winkler弹性地基上的有限长梁基于叠加原理，利用现有无限长梁的解完成解，在梁的a、b点所诱发的内力，M a、Va、M b、Vb通过下式求出FA、M a、FB、M b，该组的负荷实质上Va=Va； M b=M b； Vb=Vb通过f和FA、MA、FB、MB的共同作用，求出无限长梁III上的AB段内力及变形，即有限长梁I受f作用的解。基本步骤：梁I被视为无限

10、长，并且校正由已知载荷f引起的a、b点的内力(Ma、Va、Mb、Vb )。 梁I视为无限长，对a、b点施加外载荷(FA、MA、FB、MB )，求出它们。 Winkler弹性地基梁的内力修正步骤：确定地基的抗力系数。 梁的性质(无限长度)，基于从载荷作用点到梁端的距离计算梁的值？ 判断。半无限长？ 有限长？ )； 根据该载荷，可以修正基础梁的挠曲、弯曲距离、剪力、基础反作用力(与挠曲有关)。 Winkler弹性地基梁内力的修正技能参考教材P118例3-2自学、连续支撑的地基梁无限支点的超静定、有限连杆支撑的梁有限个支点的超静定、连杆传递垂直力，从而保证基础、基础位移连续的结构力学上解决。 3.3

11、.2.3弹性半空间地基上梁的简化算法连杆法原理：模式图：X i Fj=0；X a M、联立n 2个方程式、X i、s0、0、静力平衡条件(2个方程式):使连杆内力作用于对应的地基分段，求得地基反作用力。 由静力平衡求地基梁轴向任意位置的内力。x、=0、j、n i=1、i i、n i=1，链接法的纠正步骤参照下一页的示意图：在基础梁上设置n个纵向链接，制作纠正概略图。 基础梁力学模型，未知量n 2个： I、s0、0中的任意一个连接处：梁的挠度=地基变形bk=sk (n个方程式)教材P120-121，修正步骤图像：连接法的修正技能(结构力学方法)参考教材P123例3-3自学！ 基本思路：将地基上连

12、续支撑的梁简化为有限连杆支撑的梁，用阶段性的反作用力近似实际的反作用力，将各段的分布力替换为集中力。 将无数支点的超静定问题变成几个弹性支撑台上的连续梁，用结构力学方法求解。 主要特征：如果使用阶梯型反作用力代替应用广泛、适用于任何载荷及梁截面变化情况的连续反作用力，则会产生误差，修正计算变得复杂。 3.3.3柱下十字交叉基础荷载传递特征：上部结构荷载通过柱网作用于条基础的交叉点，并进一步传递给两个方向的条基础。 修正原理：首先指定交叉载荷：不分配仅指定垂直力f的弯矩，作用于对应方向的梁，不考虑正交方向的梁扭转。 进行单向地基梁的内力修正(3.2 )。交叉点载荷的分配，静力平衡： Fi=Fix

13、 Fiy变形协调： wix=wiy考虑节点载荷对其他节点的影响，校正算法使用非常复杂的节点载荷：无限长、半无限长梁的现有解，分别校正载荷作用，以下，诱发的交叉点挠度：和注意：纵横梁交叉部分的基底面积需要反复修正、影响、调整修正结果(教材P132 )、F=Fix Fi y、wix=wiy、Fix wix； Fiy wiy，交叉点载荷分配的简化算法：思路：梁被视为“winkler地基梁”，忽略一个节点载荷对其他节点挠曲的影响。 具体方法：节点分为“l、t、10”字型3种节点，交叉面积修正概略图，处理方法：面积重复时基本平均压力：教材3-67，实际基本平均压力：教材3-68，n，补偿方式：增加节点纵向负荷：教材3-70，基本面积重复修正计算的修正：基本修正面积是实际的3.3.4柱下条基础的结构参考规范自学建筑基础设置修订规范(GB50007-2011 )柱下条基础的