浅基础结构设计ppt课件.ppt

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1、基础工程设计原理3第三章浅基础结构设计7/28/20211第一节概述第二节地基基础与上部结构共同作用概念第三节无筋扩展基础第四节墙下条形基础第五节柱下独立基础第六节柱下条形基础第七节十字交叉条形基础第八节筏板基础第九节箱形基础(略)第三章浅基础结构设计7/28/20212第一、二节概述与共同作用原理1.浅基础结构受力第三章浅基础结构设计浅基础除受到来自上部结构的荷载作用外，同时还受到地基反力的作用，其截面内力(弯矩、剪力、扭矩等)是这两种荷载共同作用的结果。无筋扩展基础(刚性基础)：采用控制基础宽高比的方法使基础主要承受压应力，并保证基础内产生的拉应力和剪应力都不超过材料强度的

2、设计值。2.浅基础结构设计内容与建造材料(基础类型)有关：7/28/20213钢筋混凝土扩展基础(柔性基础)：截面设计验算的内容主要包括基础底面尺寸、截面高度和截面配筋等。3.设计理论简介1）常规设计法：一般工程中常用的设计方法a）不考虑共同作用分析法（隔离体法）b）部分共同作用分析法（仅考虑地基-基础的共同作用）忽视了地基、基础和上部结构三者在接触部位的变形协调条件，导致底层和边跨梁柱实际内力大于计算值，而基础实际内力比计算值小很多。简言之，浅基础的结构设计工作主要就是使基础结构满足内力要求和构造要求。钢筋混凝土扩展基础的基底面积通常根据地基承载力和对沉降及不均匀沉降的要求确

3、定；基础高度由混凝土的抗剪切条件确定；基础受力钢筋配筋量由基础验算截面抗弯能力确定。7/28/20214所谓共同作用是指上部结构、基础、地基三者是一个共同的整体，通过各自的刚度在体系的共同工作中发挥作用。三者之间既要满足静力平衡条件，还需要满足位移的变形协调条件。共同作用设计分析方法就是按共同作用的概念来分析三者的内力和变形关系的方法。2)共同作用设计方法1）上部结构为绝对刚性结构若上部结构刚度很大，而基础为刚度较小的柱下条形或筏形基础，当地基变形时，由于上部结构不发生弯曲，各柱比较均匀地下沉，约束基础不能发生整体弯曲。这种情况基础犹如倒置的连续梁或板，基础柱位处相当于不动铰支

4、座，地基反力为荷载。此时，基础仅在支座间发生局部弯曲。4.上部结构与基础的共同作用更合理，未推广,是今后设计的发展方向7/28/202152）上部结构为完全柔性结构若上部结构刚度很小，基础也是刚度较小的柱下条形或筏形基础，这时上部结构对基础没有或仅有很小的约束作用，因此可以完全随着地基而变形，上部结构和基础都将发生较大的整体弯曲，同时，基础因受地基反力作用在跨间还会产生局部弯曲。在基础设计时，应按共同作用分析思想，考虑上部结构刚度的影响，恰当地选择上部结构类型以适应地基变形，并满足基础强度要求。1）上部结构为绝对刚性结构若上部结构刚度很大，而基础为刚度较小的柱下条形或筏形基础，

5、当地基变形时，由于上部结构不发生弯曲，各柱比较均匀地下沉，约束基础不能发生整体弯曲。这种情况基础犹如倒置的连续梁或板，基础柱位处相当于不动铰支座，地基反力为荷载。此时，基础仅在支座间发生局部弯曲。4.上部结构与基础的共同作用7/28/202161）完全柔性基础抗弯刚度很小，可随地基变形而产生任意弯曲，对地基的变形无约束作用，基础上的作弄一点荷载就象直接作用在地基上一样。缺乏刚度的基础，由于无力调整基底的不均匀沉降，不可能使用传至基底的荷载改变原有的分布情况。即完全柔性基础与地基变形一致，基底反力分布与作用在基础上的荷载分布完全一致。5.地基与基础的共同作用2）绝对刚性基础若绝对

6、刚性基础上作用有均布荷载(或竖向集中荷载)，基础沉降时基底将不会发生挠曲变形，基底始终保持平面。而地基自由变形时间的沉降曲线是中间大两边小的碟形曲面。但地基基础是共同变形的，因地基刚度较小，变形将受基础约束，此时，基础将调整基底压力的分布，使基底压力由中间向边缘转移，以使地基中间变形减小，两边变形增大，迫使地基表面变形均匀以适应基础的沉降。可见，刚性基础对荷载的传递和地基的变形要起调整与约束作用。7/28/20217影响基底反力的分布的因素有基础尺寸、基础埋深、荷载特点、地基土性和基础的相对刚度。从上述讨论可以看出，基础的相对刚度是影响基底反力分布的主要因素。6.地基反力的分布

7、形式与计算方法1）当基础的相对刚度很小时，基础的“架越作用”弱，基底反力与基础上的荷载分布形式较一致。2）当基础的相对刚度很大时，基础的“架越作用”强，基底反力与上部荷载的分布形式无关，共与其合力大小与作用点有关。基底反力的分布形式随荷载增大呈马鞍形-线形-抛物线形-钟形分布。为计算方便，工作荷载下的基底反力可近似成线形分布，可按材力中心受压和偏心受压公式计算，称为基底压力的简化计算，对应的基础设计法称为刚性设计。7/28/202183）当基础的相对刚度中等，基础的“架越作用”介于两者之间时