连续基础31概述柱下条形基础交叉条形基础筏板基础和箱.doc

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1、第3章连续基础 §3.1概述柱下条形基础、交叉条形基础、筏板基础和箱形基础统称为连续基础。连续基础具有如下的特点：(1)具有较大的基础底面积，因此能承担较大的建筑物荷载，易于满足地基承载力的要求；(2)连续基础的连续性可以大大加强建筑物的整体刚度，有利于减小不均匀沉降及提高建筑物的抗震性能；(3)对于箱形基础和设置了地下室的筏板基础，可以有效地提高地基承载力，并能以挖去的土重补偿建筑物的部分(或全部)重量。连续基础一般可看成是地基上的受弯构件——梁或板。它们的挠曲特征、基底反力和截面内力分布都与地基、基础以及上部结构的相对刚度特征有关。因此，应该从三者相互作用的

2、观点出发，采用适当的方法进行地基上梁或板的分析与设计。在相互作用分析中，地基模型的选择是最为重要的。本章将重点介绍弹性地基模型及地基上梁的分析方法、然后分类阐述连续基础的构造要求和简化计算方法。 §3.2地基、基础与上部结构相互作用的概念 上部结构的荷载由其墙、柱作用于基础，而基础再将其荷载传给地基，使地基产生应力和变形。同时，基础对墙、柱的底面产生反力，并影响其内力和位移。由此可见，地基、基础和上部结构之间是相互作用、互相影响、彼此制约的。这三部分在力的相互作用方面应该满足静力平衡条件，而且在它们互相连接或接触部位应该满足变形协调条件，这就是地基、基础与上部结

3、构相互作用的概念。下面从二个方面对此概念加以分析说明。 3.2.1地基与基础的相互作用基础将基顶荷载改变为基底压力作用于地基表面，而地基则对基础产生地基反力作用于基底。这种地基与基础的相互作用，显然取决于基底压力或地基反力的大小和分布。基底压力的分布除与上部结构的刚度和荷载有关外，主要决定于基础与地基的相对刚度。对于具有非常大抗弯刚度（视为绝对刚性）的刚性基础，受荷后基础不挠曲，原来是平面的基底，沉降后仍然保持其平面。若在中心荷载作用下，基底的沉降处处相等，地基反力分布是对称的，边缘大、中部小(如图3-1a所示）；而在偏心荷载作用下，沉降后的基底则为一倾斜平面，

4、地基反力分布虽不对称，但仍是边缘大、中部小(如图3-1b所示）。 (a)中心荷载作用(b)偏心荷载作用图3-1绝对刚性基础   (a)荷载均布时(b)沉降均匀时图3-2绝对柔性基础 对于刚度很小的（视为完全柔性）的柔性基础，它好比放在地基上的柔软薄膜，可以随着地基的变形而任意弯曲。基础上任一点的荷载传递到基底时，不可能向旁扩散分布，就像直接作用在地基上的一样。因此，柔性基础的地基反力分布与作用于基础上的荷载分布完全一致。若在均布荷载作用下，地基反力的分布是均匀的，基底的沉降则是中部大、边缘小（如图3-2b所示）；如果要使基底沉降趋于均匀，就得增大基础边缘的荷载。

5、相应减小其中部的荷载，这就使基项荷载和地基反力变成为如图3-2b所示的非均布形状。从上述可知，具有一定刚度的基础，有抵抗基础挠曲并使其基底沉降趋于均匀的能力，同时也使地基反力发生由中部向边缘的转移；刚度较低的基础，则无力抵抗基础挠曲并使其基底沉降趋于均匀，也不可能使传至基底的荷载改变其原来的分布形状。通常把基础能够跨越基底中部，把所承担的荷载相对集中地传至基底边缘的现象，称为基础的架越作用。显然，架越作用的强弱取决于基础（与地基）相对刚度的大小。绝对刚性的基础架越作用最强，而完全柔性的基础则无架越作用。在实际工程中，绝对刚性和完全柔性的基础是不存在的。工程中的基

6、础，一般具有一定刚度，它们的架越作用、地基反力分布和沉降情况，均处于上述两种情况之间。对于均质弹性半空间地基的刚性基础，按地基与基础接触面的变形协调方程（中心荷载下刚性基础底面各点的沉降相等），与基础的静力平衡方程联立可解得基底沉降s和反力p（x,y）。这类按弹性半空间理论求得的反力，在基底边缘处，其值均趋于无限大。然而，事实上由于地基局部剪切破坏，边缘处的接触压力不可能超过一定的数值，势必引起反力的重新分布，基底反力便成为马鞍形。由此可见，基础的架越作用的强弱不仅决定于基础（与地基）相对刚度的大小，而且还取决于基底下地基塑性区开展的大小。相对刚度较大的基础，如

7、地基中不存在塑性区或其范围相对较小时，基础的架越作用便很强。随着塑性区的扩大，基底反力逐渐趋于均匀，在接近液态的软土中，则近于直线分布。所以，在设计中，对于建在均匀软弱地基上相对刚度较大的基础，可认为基底压力是直线分布。 3.2.2上部结构刚度对基础受力的影响上部结构的刚度，是指整个上部结构对基础挠曲和不均匀沉降的抵抗能力。对于绝对刚性的上部结构，当地基变形时，各柱只能同时均匀下沉，相当于条形基础在各柱位处位置了不动支座，此时的柱下条形基础无异于在支座荷载和地基反力作用下的倒置连续梁，其变形仅限于柱间地基梁的弯曲，称“局部弯曲”。然而对于完全柔性的上部结构，条形

8、基础除了传递上部结构的荷