基础工程02地基基础设计原则

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1、基础工程电子教案1.地基基础的设计原则设计等级（安全～等）设计状况（持久～、短暂～及偶然～）设计任务①基础结构作用效应分析②基础结构抗力及其他性能分析（按两种极限状态、最不利荷载组合）1.1概述概率极限设计法与极限状态设计原则极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态地基基础设计原则①p

2、范的有关规定岩土工程勘察资料原位测试资料地基承载力、单桩竖向承载力以及地基压缩模量和变形模量的原位测试报告等1.2地基基础设计原则1.3地基类型天然地基土质地基岩石地基特殊土地基人工地基——若天然地基软弱，承载力和变形不能满足设计要求时，需对其进行加固处理的(例排水固结等方法进行处理)地基。复合地基——由两种不同强度的介质（例软土中加入水泥）组成的人工地基。柱下单独基础墙下单独基础十字交叉梁梁板式筏形基础柱下条形基础墙下条形基础桩基础沉井基础沉箱基础1.4基础类型箱形基础图1.1柱下单独基础1.4基础类型图1.2墙下单独基础1.4基础类型图1.3柱下条形基础1.4基

3、础类型图1.4墙下无筋扩展条形基础1.4基础类型图1.5十字交叉梁1.4基础类型图1.6箱形基础（由顶、底板与内、外墙等组成、并由钢筋砼整浇而成空间整体结构）1.4基础类型基桩直径2.2m,长度80m,钻孔长度近90m2281.4基础类型图1.7某公路大桥主桥南塔的桩基础井筒状的结构物在井壁的围护下从井内挖土在自重作用下逐渐下沉封底封顶形成的深基础1.4基础类型图1.8沉井基础图1-9共同工作概念地基基础上部结构图1.9不均匀沉降引起砌体开裂1-101.5地基、基础与上部结构共同工作图1.10地基、基础、上部结构的常规分析简图1.5.1共同工作的概念——上部结构刚度

4、的影响上部结构为绝对刚性，将约束基础变形，仅在支座间发生局部弯曲上部结构为完全柔性，对基础变形约束作用很小，基础产生整体弯曲图1.11上部结构刚度影响示意图柔性基础，随地基变形而任意弯曲，基底反力分布与基础上荷载分布相同，无力调整基底的不均匀沉降刚性基础，在荷载作用下基础不产生挠曲，基底平面沉降后仍保持平面，基底反力分布有多种形态1.5.2地基与基础的相互作用图1.12柔性基础图1.13刚性基础1.5.3线性变形体的地基计算模型1文克勒地基模型地基任一点所受的压力强度与该点的地基沉降成正比的假设即P—土体表面某点单位面积上的压力，kN/m2S—相应于某点的竖向位移

5、,mk—基床系数kN/m3式中图1.14文克勒地基模型（a）弹簧模型；（b）文克勒地基上的刚性基础2弹性半空间地基模型式中r－集中力到计算点的距离E－弹性材料的弹性模量υ－弹性材料的泊桑比将地基土体视为均质弹性半空间体，当其表面作用一集中力P时，其表面任一点的竖向位移：图1.15弹性半空间体表面的竖向位移计算（a）集中荷载；（b）矩形面积均布荷载1.5.3线性变形体的地基计算模型3分层地基模型根据土力学中分层总和法计算地基沉降：也可采用数值方法计算图1-16式中—第i土层的平均附加应力，kN/m2；△Hi—第i土层的厚度，m；Esi－第i土层的压缩模量，kN/m2

6、n—压缩层深度范围内的土层数图1.16分层地基模型（a）基底网格；（b）地基土的计算分层1.5.3线性变形体的地基计算模型