柱下条形基础、筏形基础和箱形基础

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1、第3章柱下条形基础、筏形基础和箱形基础本章学习要求：理解：上部结构、基础与地基的相互作用的概念;地基变形分析的常用模型；基础分析的三种方法。掌握:柱下条形基础内力计算的三种方法的原理、适用条件；筏基与箱基的设计计算内容与方法。1《地基与基础工程》§3.1概述基础形式柱下条形基础筏形、箱形基础：<50m的建筑桩筏基础桩箱基础2《地基与基础工程》筏形基础具有较大的刚度，能较好地调节上部结构荷载差异引起的地基不均匀沉降；除此之外，筏形基础能较好地满足地下室的使用功能要求。是高层建筑中常见的基础型式。3《地基与基础工程》箱型基础地下空间被分割，利用略显

2、不便。箱形基础一般为多层，至少一层，因此埋深较大，具有较好的补偿性和较好的抗震效果。天然地基上较高的高层建筑或重型建筑物一般须采用箱形基础。4《地基与基础工程》桩筏基础地下空间未被大量分割，方便利用。5《地基与基础工程》桩箱基础地下空间被分割，利用略显不便。6《地基与基础工程》陆家嘴的高层建筑群金茂大厦环球金融中心返回7《地基与基础工程》金茂大厦工程概况位于上海浦东陆家嘴，总建筑面积89500m2。主楼88层高420.5m,裙房6层,３层地下室,面积约21000m2；巨型框筒结构(以混凝土为主的钢-混凝土结构)。8《地基与基础工程》9《地基与基

3、础工程》地下连续墙,主楼与裙房桩及桩承台平面图金茂大厦桩基设计10《地基与基础工程》建筑高度：420.5m，地上88层，地下3层；基础形式：桩筏基础；筏基尺寸：主楼筏基埋深18m，板厚4m，总量13500m3，C50混凝土；桩基规格：钢管桩，最大直径914m，最大桩深83m，总计打桩1062根基坑围护：地下连续墙，深36m，厚1m；基坑支撑：钢筋混凝土内支撑方案。上海金茂大厦桩阀基础11《地基与基础工程》§3.2上部结构、基础、地基的共同作用3.2.1上部结构、基础、地基的共同作用基本概念传统设计采用隔离法，把上部结构、基础与地基作为彼此离散的

4、独立结构单元进行力学分析。平面框架结构，柱下条形基础静力平衡变形连续、协调注：刚性基础、扩展基础设计时，仅考虑静力平衡，未考虑变形协调问题！12《地基与基础工程》受力特点：置于地基上的梁——倒梁以柱下条形基础为例翼板肋梁条基§3.2上部结构、基础、地基的共同作用13《地基与基础工程》地基变形u1基础底面位移u2基础顶面位移u3柱角位移u4u1=u2u3=u4实质上，地基、基础和上部结构变形连续、协调地基、基础与上部结构三部分功能不同，材料各异，研究方法亦不同，目前要把三部分完全统一起来进行设计计算还有困难。（相对刚度对相互作用影响最大）14《地

5、基与基础工程》柱下条形基础、筏形基础和箱形基础的设计特点应考虑上部结构、地基、基础的相互作用；应同时满足静力平衡、变形协调条件。1.建立能较好反映地基土变形特性的地基模型及确定模型参数的方法；2.建立上部结构、基础与地基共同作用理论和分析计算方法。基础与上部结构连接，可采用结构力学的方法求解；基础与地基间的连接需采用地基模型和结构计算确定。解答共同作用理论的关键在于基础与地基接触面的反力计算。15《地基与基础工程》3.2.1上部结构、基础、地基的共同作用的概念3.2.1.1上部结构与基础的共同作用3.2.1.2基础与地基的共同作用3.2.1.

6、3上部结构、基础、地基的共同作用16《地基与基础工程》3.2.1.1上部结构与基础的共同作用17《地基与基础工程》3.2.1.1上部结构与基础的共同作用影响规律：上部结构刚度影响基础变形、基底受力；基础刚度、地基变形影响上部结构内力分配。假定基底反力均布：上部结构刚性，强制约束基础变形时：类似“倒置连续梁”，不发生整体弯曲；支座间将发生局部弯曲。上部结构柔性，不能有效约束基础变形：基础同时发生整体弯曲、局部弯曲。18《地基与基础工程》3.2.1.2基础与地基的共同作用仅考虑地基刚度的影响：刚性地基：基础无挠曲，上部结构无附加内力，相互作用可忽略

7、（分开计算）；地基刚度很小：基础变形大，上部结构内部产生显著的附加内力（次生内应力）.19《地基与基础工程》3.2.1.2基础与地基的共同作用仅考虑基础刚度影响：柔性基础：随上部荷载作用变形，假定上部荷载均匀，则基底压力一般较均匀。刚性基础：约束地基变形，调整荷载传递，基底压力多不均匀；柔性基础刚性基础20《地基与基础工程》3.2.1.2基础与地基的共同作用刚性基础基底压力的分布形态(P94)21《地基与基础工程》3.2.1.3上部结构、基础、地基的共同作用P94自学共同作用后的基底反力分布真正的反力分布受地基、基础变形协调的要求制约最重要的困

8、难，就是选择正确的地基模型！22《地基与基础工程》3.2.2地基模型3.2.1.1文克尔（winkler）地基模型地基土表面任一点处的变形与该点压力成