高等基础工程学讲义4-柱下条形基础及十字交叉基础.ppt

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1、高等基础工程学讲义4-柱下条形基础及十字交叉基础1、柱下条形基础内力计算2、十字交叉条形基础内力计算关于柱下条形基础及十字交叉基础内力计算的《规范》规定1、在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯姐值宜乘以1.2的系数；2、当不满足本条第1款的要求时，宜接弹性地基梁计算；3、对交叉条路基础，交点上的柱荷载，可按静力平衡条件及变形协调条件，进行分配。其内力可按本条上述规定，分别进行计算

2、。一、柱下条形基础内力计算方法计算原则：应同时满足静力平衡和变形协调的共同作用条件目前提出的计算方法（三种）：1.简化计算方法：采用基底压力呈直线分布假设，用倒梁法或静定分析法计算。满足静力平衡条件，是最常用的设计方法适用于柱荷载比较均匀、柱距相差不大，基础对地基的相对刚度较大，以致可忽略柱间的不均匀沉降的影响的情况。1、柱下条形基础内力计算（1/14）2.弹性地基上梁的计算方法：将柱下条形基础看成是弹性地基上的梁，采用合适的地基计算模型（地基模型应结合地区经验进行选择），考虑地基与基础的共同作用，即满足地基与基础之间

3、的静力平衡和变形协调条件，建立方程。可以用解析法、近似解析法和数值分析方法等直接或近似求解基础内力。适用于具有不同相对刚度的基础、荷载分布和地基条件。没有考虑上部结构刚度的影响，计算结果一般偏于安全。3.考虑上部结构参与共同工作的方法：最符合条形基础的实际工作状态，但计算过程相当复杂，工作量很大通常将上部结构适当予以简化以考虑其刚度的影响，例如等效刚度法、空间子结构法、弹性杆法、加权残数法等目前在设计中应用尚不多。1、柱下条形基础内力计算（2/14）二、简化计算法采用基底压力呈直线分布的假设，这要求基础相对于地基有很大

4、的刚度，一种判断方法是当下式条件时，认为基础是刚性的：常用方法有静定分析法和倒梁法两种。1、柱下条形基础内力计算（3/14）1.倒梁法将地基反力视作为作用在基础梁上的荷载，将柱子视作为基础梁的支座，这样就可将基础梁作为一倒置的连续梁进行计算，故称为倒梁法.计算步骤：（1）按柱的平面布置和构造要求确定条形基础长度L，根据地基承载力特征值确定基础底面积A，以及基础宽度B=A/L和截面抵抗矩。（2）按直线分布假设计算基底净反力：1、柱下条形基础内力计算（4/14）(3)确定柱下条形基础的计算简图如图示，系为将柱脚作为不动铰支

5、座的倒连续梁。基底净线反力和除柱轴力以外的其它外荷载（柱传下的力矩、柱间分布荷载等）是作用在梁上的荷载。(4)进行连续梁分析，可用弯矩分配法、连续梁系数表等方法。(5)按求得的内力进行梁截面设计。(6)翼板的内力和截面设计与扩展式基础相同。1、柱下条形基础内力计算（5/14）基底反力局部调整按此方法求得的支座反力Ri一般与柱荷载Fi不相等，不能满足支座静力平衡条件，原因是在计算中假设柱脚为不动铰支座，同时又规定基底反力为直线分布，两者不能同时满足。对不平衡力进行调整：即将不平衡力（柱轴力与支座反力的差值）均匀分布在支座

6、附近的局部范围（一般取1/3的柱跨）上再进行连续梁分析，将结果叠加到原先的分析结果上，如此逐次调整直到不平衡力基本消除，从而得到梁的最终内力分布。1、柱下条形基础内力计算（6/14）（1）首先根据支座处的柱荷载Fi和支座反力Ri求出不平衡力△Ri△Ri=Fi-Ri（2）将支座不平衡力的差值折算成分布荷载△q，均匀分布在支座相邻两跨间，分布范围为：对边跨支座△qi=对中间跨支座△qi=式中：△qi—不平衡力折算的均布荷载，kN/㎡；l0—边跨外伸长度，m；li-1、li—支座左右跨长度，m。1、柱下条形基础内力计算（7/

7、14）（3）将折算的分布荷载作用于连续梁，再次用弯矩分配法计算梁的内力，以及支座处的弯矩△Mi与剪力△Vi，并求出调整分布荷载引起的支座反力并将其叠加到原支座反力Ri上求得新的支座反力R/i；（4）重复（1）~（3）步骤，直至不平衡力在计算允许精度范围内，一般取不超过柱荷载Fi的20%。注：（1）倒梁法只进行了基础的局部弯曲计算，而未考虑基础的整体弯曲。实际上在荷载分布和地基都比较均匀的情况下，地基往往发生正向挠曲，在上部结构和基础刚度的作用下，边柱和角柱的荷载会增加，内柱则相应卸荷，于是条形基础端部的基底反力要大于按

8、直线分布假设计算得到的基底反力值。为此，较简单的做法是将边跨的跨中和第一内支座的弯矩值按计算值再增加20%。（规范为此规定）（2）当柱荷载分布和地基较不均匀时，支座会产生不等的沉陷，较难估计其影响趋势。此时可采用所谓“经验系数法”，即修正连续梁的弯矩系数，使跨中弯矩与支座弯矩之和大于，从而保证了安全，但基础配筋量也相应增加。经验系