基础工程—第三章

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1、1第三章连续基础23.2地基、基础与上部结构相互作用的概念（一）、基本概念常规设计法是把上部结构、基础与地基三者作为彼此离散的独立结构单元进行力学分析。不难看出常规设计法有不合理之处，因为地基、基础和上部结构沿接触面分离后，虽然满足静力平衡但却完全忽略了三者之间受荷前后的变形连续性。3其实，地基、基础和上部结构三者是相互联系成整体来承担荷载而发生变形的。这时，三部分都将按各自的刚度对变形产生相互制约的作用，从而使整个体系的内力（包括柱脚和基底的反力）和变形（包括基础沉降）发生变化。显然，当地基软弱、结构物对不均匀沉降敏感

2、时，上述常规分析结果与实际情况的差别就愈大。由此可见，合理的分析方法，原则上应该以地基、基础、上部结构之间必须同时满足静力平衡和变形协调两个条件为前提。只有这样，才能揭示它们在外荷作作用下相互制约、彼此影响的内在联系，从而达到安全、经济的设计目的。3.2地基、基础与上部结构相互作用的概念4（二）、地基和基础的相互作用1、基础刚度对基底压力的影响(1).柔性基础柔性基础的抗弯刚度很小。它好比放在地上的柔软薄膜，可以随着地基的变形而任意弯曲。基础上任意一点的荷载传递到基底时不可能向旁边扩散分布，就像直接作用在地基上一样。基底

3、反力分布与作用于基础上的荷载分布完全一致，均布荷载下柔性基础的基底沉降是中部大、边沿小。(a)(b)3.2地基、基础与上部结构相互作用的概念56-3(2).刚性基础刚性基础具有非常大的抗弯刚度，受荷后基础不挠曲，因此，原来是平面的基底，沉降后仍然保持平面。此处把刚性基础能跨越基底中部，将所承担的荷载相对集中地传至基底边缘的现象叫做基础的“架越作用”。3.2地基、基础与上部结构相互作用的概念63.2地基、基础与上部结构相互作用的概念(3).基础相对刚度的影响6-66-7结论：基础相对刚度越大，架越作用越明显，基底压力分布与

4、上部荷载分布越不一致。7(1).地基压缩性不均匀的影响2、地基非均质性的影响3.2地基、基础与上部结构相互作用的概念6-8基础弯矩图8(2).不均匀地基上荷载分布不同的影响3.2地基、基础与上部结构相互作用的概念图6-9基础弯矩图9（三）、上部结构刚度的影响上部结构刚度：整个上部结构对基础不均匀沉降或挠曲的抵抗能力，或称整体刚度。1、柔性结构如排架结构等，由于屋架铰接于柱顶，整个承重体系对基础的不均匀沉降有很大的顺从性，故基础的沉降差不会引起主体结构的附加应力，传给基础的柱荷载也不因此而有所变动。结构与地基变形之间并不存

5、在彼此制约、相互作用的关系。这类结构最适合按常规方法设计。3.2地基、基础与上部结构相互作用的概念102、敏感性结构最常见的砖石砌体承重结构和钢筋混凝土框架结构，对基础不均匀沉降的反应都很灵敏，故称之为敏感性结构。此类结构应考虑相互作用的影响。3、刚性结构烟囱、水塔、高炉、筒仓这类的高耸结构物之下整体配置的独立基础与上部结构浑然一体，使整个体系具有很大的刚度，当地基不均匀时，基础转动倾斜，但几乎不会发生相对挠曲。这类结构也可采用常规设计。3.2地基、基础与上部结构相互作用的概念113.6柱下条形基础柱下条形基础时常用于软

6、弱地基上框架或排架结构的一种基础类型。优点：刚度大、调整不均匀沉降能力强。缺点：造价较高。在一般情况下，柱下应优先考虑扩展基础。遇下述情况时，可以考虑采用柱下条形基础：（1）当地基较软弱，承载力较低，而荷载较大时，或地基压缩性不均匀（如地基中由局部软弱夹层、土洞等）时；（2）当荷载分布不均匀，有可能导致较大的不均匀沉降时；（3）当上部结构对基础沉降比较敏感，有可能产生较大的次应力或影响使用功能时。12一、柱下钢筋混凝土条形基础的构造柱下条形基础一般采用倒T形截面，由肋梁和翼板组成。1、柱下条形基础梁的高度宜为柱距的1/4

7、－1/8。翼板厚度不应小于200mm。当翼板厚度大于250mm时，宜采用变厚度翼板，其坡度宜小于或等于1:3；2、条形基础的端部宜向外伸出，其长度宜为第一跨距的0.25倍；133、现浇柱与条形基础梁的交接处，其平面尺寸不应小于下图的规定；一、柱下钢筋混凝土条形基础的构造144、条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计算要求外，顶部钢筋按计算配筋全部贯通，底部通长钢筋不应少于底部受力钢筋截面总面积的1/3；5、柱下条形基础的混凝土强度等级，不应低于C20。二、柱下条形基础内力的各种计算方法不论采用何种计算方法，都必须以下

8、面两条件作为根本的出发点:1．静力平衡条件2．变形协调条件一、柱下钢筋混凝土条形基础的构造15二、柱下条形基础内力的各种计算方法三种计算方法:（一）．简化计算方法（二）．弹性地基梁计算（三）．考虑上部结构刚度的计算方法16（一）、简化计算方法根据上部结构刚度的大小，简化计算法可分为静力分析法和倒梁法两种。这两种方法均