基础工程-连续基础部分(史上最全面)

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1、第3章连续基础部分本章教学目标1．了解连续基础的特点。2．熟悉地基、基础与上部结构相互作用的概念。3．熟悉常用地基计算模型。柱4．熟悉文克勒地基上梁的计算。5．掌握常用基础（柱下条形基础、下交叉条形基础、筏基等）结构设计与计算方法。3.1概述1、连续基础的特点1）基础底面大，能承受荷载较大，易满足承载力要求。2）可加大建筑整体刚度，减小不均匀沉降，提高抗震性能。3）箱基或设置了地下室的筏基础，以挖去土重量补偿建筑的部分重量。连续基础可看成是地基上的受弯构件，它挠曲特征、基底反力和截面内力都与地基基础及

2、上部结构的相对刚度有关。应从三者相互作用观点出发，采用适当的方法进行计算。地基模型选择尤为重要。3.2地基基础与上部结构相互作用的概念3..2.1地基与基础的相互作用1、基底反力的分布规律仅考虑基础本身刚度影响。1）柔性基础抗弯刚度很小的基础，随着地基变形任意弯曲，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。沉降呈碟形，若要使柔性基础的沉降趋于均匀，就必须增大基础边缘的荷载。柔性基础2）刚性基础抗弯刚度极大，原来是平面的基底，沉降后依然保持平面。基底反力呈马鞍形。架越作用：刚性基础

3、能跨越基底中部，将所承担荷载相对集中地传至基底边缘，这种现象称基础的“架越作用”。刚性基础3）基础相对地基刚度影响基础相对地基的刚度越强沉降越均匀，但内力增大，局部软硬变化时，采用连续基础。当地基为岩石或压缩性很低的土层时，优先考虑采用扩展基础。4）临近荷载影响受影响一侧沉降加大，引起反力卸载，反力向基础中部转移。2.地基非均质性影响同样荷载在不同地基上，情况不同。荷载分布不同，地基相同情况不同，注意功能布置。3.2.2地基变形对上部结构影响上部结构刚度：上部结构对基础不均匀沉降抵抗能力称为上部结构刚

4、度。分为柔性、敏感性、刚性三类。排架结构、柔性，基础沉降不会对结构内力产生大附加应力，围护结构开裂。砌体结构、框架结构，属敏感结构，基础沉降会引起较大附加内力。烟囱、水塔、剪力墙,刚性结构,只发生倾斜、不会挠曲。3.2.3上部结构刚度对基础受力状况影响绝对刚性上部结构,上部柱可视为铰支座。完全柔性上部结构,上部不参与工作。绝大多数建筑介于二者之间。现在不能定量判断，只能定性判断。剪力墙体系和筒体结构→刚性排架→柔性地基压缩性低→沉降小考虑三者作用不大，起主导作用是地基。3.3地基计算模型进行地基上梁和

5、板分析时，必须解决基地压力分布和沉降计算问题，它涉及土应力应变关系，表达这种关系模式称为地基模型。3.3.1文克勒地基模型1、捷克工程师，提出如下假设。p=kS1）把地基划分许多竖直土柱，每条土柱可由一根弹簧代替。2）基底反力图形与竖向位移相似，如刚度大（基础）受荷后基础底面仍保持平面，基底反力图形按直线规律变化。简化计算法→依据模式2、下列情况运用1）地基主要受力层为软土。2）薄压缩层，h

6、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基底平面即对于整个基础优点：1）能扩散应力和变形，可以反应临近荷载的影响。2）扩散能力超过地基实际情况。3）计算沉降量和地表的沉降范围较实测大。未考虑地基成层性，非均质性，土体应力应变关系的非线性等因素。3.3.3有限压缩层地基模型把计算沉降的分层总和法应用于地基上梁和板的分析，地基沉降等于各

7、计算分层在侧限条件下压缩量之和。σtij—第i个棱柱体中第t分层由P=1/f引起的竖向附加应力的平均值(取中点)3.3.4相互作用基本条件两个条件1）静力平衡外荷载和基底反力作用下满足2）变形协调挠度=沉降量3.4文克勒地基上梁计算3.4.1无限长梁的解答挠曲微分方程式柔度特征值无限长梁3.4.2有限长梁3.4.3柔度指数按载荷试验成果确定3.5地基上梁的数值分析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。分析方法很多，常用有

8、限元法有限元法3.6柱下条形基适用条件：地基软弱，承载力较低，荷载较大，地基压缩不均匀时。荷载分布不均匀，有可能有不均匀沉降时。上部为敏感性建筑3.6.1构造要求柱下条基除满足钢筋混凝土独立基础构造要求外，应满足：1、采用倒T形截面，由肋梁和翼板组成2、肋深高度1/4~1/8柱矩，并满足受剪要求，当柱荷载加大时可加腋。3、梁沿纵向取等截面，梁比柱至少宽出50mm，柱长>400mm时肋加宽。4、翼板厚度不小于200mm,200~250时用等厚度翼板>250