基礎(chǔ)工程第3章連續(xù)基礎(chǔ)部分

1、在常規(guī)設(shè)計(jì)法中，通常假設(shè)基底反力至線性分布在常規(guī)設(shè)計(jì)法中，通常假設(shè)基底反力至線性分布。 常規(guī)設(shè)計(jì)常規(guī)設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基分開考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基分開考慮柔性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)不能擴(kuò)散應(yīng)力，因此基底反力分布不能擴(kuò)散應(yīng)力，因此基底反力分布與作用于基礎(chǔ)上的荷載分布完全一致。與作用于基礎(chǔ)上的荷載分布完全一致。 基礎(chǔ)架越作用的強(qiáng)弱取決于基礎(chǔ)的相對(duì)剛基礎(chǔ)架越作用的強(qiáng)弱取決于基礎(chǔ)的相對(duì)剛度、土的壓縮性以及基底下塑性區(qū)的大小。度、土的壓縮性以及基底下塑性區(qū)的大小。 一般來說基礎(chǔ)的相對(duì)一般來說基礎(chǔ)的相對(duì)剛度愈強(qiáng)沉降就愈均勻，但剛度愈強(qiáng)沉降就愈均勻，但基礎(chǔ)的基礎(chǔ)的內(nèi)力內(nèi)力將相應(yīng)將相應(yīng)增大增大，故，故當(dāng)?shù)鼗植寇?/p>

2、硬變化較大時(shí)當(dāng)?shù)鼗植寇浻沧兓^大時(shí)( (如石芽型地基如石芽型地基) )可以采用可以采用整體剛度較大的連續(xù)基礎(chǔ)；整體剛度較大的連續(xù)基礎(chǔ)；而當(dāng)?shù)鼗鶠閹r石或壓縮性很而當(dāng)?shù)鼗鶠閹r石或壓縮性很低的土層時(shí)，宜優(yōu)先考慮采低的土層時(shí)，宜優(yōu)先考慮采用擴(kuò)展基礎(chǔ)如采用連續(xù)基用擴(kuò)展基礎(chǔ)如采用連續(xù)基礎(chǔ)，抗彎剛度不宜太大，這礎(chǔ)，抗彎剛度不宜太大，這樣可以取得較為經(jīng)濟(jì)的效果樣可以取得較為經(jīng)濟(jì)的效果o o 當(dāng)?shù)鼗鶋嚎s性顯著不均勻時(shí)，按常規(guī)設(shè)計(jì)法求得的基當(dāng)?shù)鼗鶋嚎s性顯著不均勻時(shí)，按常規(guī)設(shè)計(jì)法求得的基礎(chǔ)內(nèi)力可能與實(shí)際情況相差很大。礎(chǔ)內(nèi)力可能與實(shí)際情況相差很大。 柔性結(jié)構(gòu)柔性結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的不均勻沉降有很大對(duì)基礎(chǔ)的不均勻沉降有很大順

3、從性順從性，故基礎(chǔ)的沉降差不會(huì)在主體結(jié)構(gòu)中引起多少附加故基礎(chǔ)的沉降差不會(huì)在主體結(jié)構(gòu)中引起多少附加應(yīng)力。應(yīng)力。 柔性結(jié)構(gòu)的地基柔性結(jié)構(gòu)的地基變形限制較寬變形限制較寬，但仍然不允許，但仍然不允許基礎(chǔ)出現(xiàn)過量的沉降或沉降差?；A(chǔ)出現(xiàn)過量的沉降或沉降差。 敏感性結(jié)構(gòu)對(duì)敏感性結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)間的沉陷差較敏感，很小的沉基礎(chǔ)間的沉陷差較敏感，很小的沉降差異就足以引起可觀的附加應(yīng)力，因此，若結(jié)構(gòu)本降差異就足以引起可觀的附加應(yīng)力，因此，若結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度貯備不足，就很容易發(fā)生開裂現(xiàn)象。身的強(qiáng)度貯備不足，就很容易發(fā)生開裂現(xiàn)象。 上部結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)的剛度愈大剛度愈大，其，其調(diào)整不均勻沉降的能力就調(diào)整不均勻沉降的能力就愈強(qiáng)愈

4、強(qiáng)。對(duì)于采用單獨(dú)柱基的框架結(jié)構(gòu)，設(shè)置基礎(chǔ)梁。對(duì)于采用單獨(dú)柱基的框架結(jié)構(gòu)，設(shè)置基礎(chǔ)梁( (地地梁梁) )是加大結(jié)構(gòu)剛度、減少不均勻沉降的有效措施之一。是加大結(jié)構(gòu)剛度、減少不均勻沉降的有效措施之一。 基礎(chǔ)剛度愈大基礎(chǔ)剛度愈大，其，其撓曲愈小撓曲愈小，則上部結(jié)構(gòu)的，則上部結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力也次應(yīng)力也愈小愈小。因此，對(duì)高壓縮性地基上的框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)剛度。因此，對(duì)高壓縮性地基上的框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)剛度一般一般宜剛而不宜柔宜剛而不宜柔：而對(duì)柔性結(jié)構(gòu)，在滿足允許沉降值：而對(duì)柔性結(jié)構(gòu)，在滿足允許沉降值的前提下，基礎(chǔ)剛度的前提下，基礎(chǔ)剛度宜小不宜大宜小不宜大，而且不一定需要采用，而且不一定需要采用連續(xù)基礎(chǔ)。連續(xù)基礎(chǔ)。 剛

5、性結(jié)構(gòu)剛性結(jié)構(gòu)指的是煙囪、水塔、高爐、筒倉(cāng)這類剛度指的是煙囪、水塔、高爐、筒倉(cāng)這類剛度很大的高聳結(jié)構(gòu)物其下常為整體配置的獨(dú)立基礎(chǔ)。當(dāng)很大的高聳結(jié)構(gòu)物其下常為整體配置的獨(dú)立基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)鼗痪鶆蚧蛟卩徑ㄖ锖奢d或地面大面積堆載的影地基不均勻或在鄰近建筑物荷載或地面大面積堆載的影響下，基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜，但幾乎不會(huì)發(fā)生相對(duì)撓曲。響下，基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜，但幾乎不會(huì)發(fā)生相對(duì)撓曲。 體型簡(jiǎn)單，長(zhǎng)高比很小，通常采用框架、剪力墻或體型簡(jiǎn)單，長(zhǎng)高比很小，通常采用框架、剪力墻或筒體結(jié)構(gòu)的高層，其下配置相對(duì)撓曲很小的箱形基礎(chǔ)、筒體結(jié)構(gòu)的高層，其下配置相對(duì)撓曲很小的箱形基礎(chǔ)、樁基或其他深基礎(chǔ)，也可做為剛性結(jié)構(gòu)樁基或其他深基礎(chǔ)，

6、也可做為剛性結(jié)構(gòu) 對(duì)高壓縮性地基土的框架結(jié)構(gòu)，按不考慮相互作用的常規(guī)對(duì)高壓縮性地基土的框架結(jié)構(gòu)，按不考慮相互作用的常規(guī)方法設(shè)計(jì)，結(jié)果常使方法設(shè)計(jì)，結(jié)果常使上部結(jié)構(gòu)偏于不安全上部結(jié)構(gòu)偏于不安全，而使柱下條基等連，而使柱下條基等連續(xù)續(xù)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)偏于不經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)偏于不經(jīng)濟(jì)。 如果地基土的壓縮性很低，基礎(chǔ)的不均勻沉降很小，如果地基土的壓縮性很低，基礎(chǔ)的不均勻沉降很小，則考慮地基則考慮地基基礎(chǔ)基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)三者相互作用的意義就不大。上部結(jié)構(gòu)三者相互作用的意義就不大。因此在相互作用中起主導(dǎo)作用的是地基，其次是基礎(chǔ)，因此在相互作用中起主導(dǎo)作用的是地基，其次是基礎(chǔ)，而上部結(jié)構(gòu)則是在壓縮性地基上基礎(chǔ)整體剛度有

7、限時(shí)起重而上部結(jié)構(gòu)則是在壓縮性地基上基礎(chǔ)整體剛度有限時(shí)起重要作用的因素。要作用的因素。3.3.2 彈性半空間地基模型1、假定將地基視為均質(zhì)的線性變形半空間，用彈性力學(xué)求解地基附加應(yīng)力或位移，地基上任意點(diǎn)沉降與整個(gè)基底反力及相鄰荷載分布有關(guān)。1）作用P時(shí)距r表面沉降s為2）均荷作用下，矩形中心點(diǎn)沉降，可對(duì)上式積分 (LIn(b+ +bIn( p0 rEpS02/ )1 (02/ )1 ( 2ESlbl/ )22)/ )22bbllnjjijniniiRRR111nnnnnnnnRRRSSS212122221112112102/1Eij)()()(1)(ln1ln1 2222222jiYYxxji

8、bbllllblbbjijijjjjjjjjjj02/1Eij02/1EijcntstititijijEh100MFiiSW MdxwdEI22qbpdxdVVdxdMws ws 04444wEIkbdxwdbkwdxwdEI44EIkb04444wdxwd )cos()cos(4321xSincxcexSincxcewxx柔度特征值 KSPbPdxwdEI44AFxkb200/0dxdx處， )cos()cos(4321xSincxcexSincxcewxx )cos(43xSincxcewx在豎向集中力作用下，梁的撓曲曲線和彎矩圖是關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的，在豎向集中力作用下，梁的撓曲曲線和彎矩圖是

9、關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的， )(cosxSinxcewx20FV代入公式可得，C3=C4=CkbcF200時(shí)，xBFxkb20CFxM40DFxV20bBlABlAVMAMFDF2222alBAlBAVAMMDFF2222alBAlBAMDMMCFF2244akwkkkwwGawkkfblMblGGFplhrdrfGFb2.16)(2max )(cos20 xSinxekbFwx長(zhǎng)梁（柔性）有限長(zhǎng)梁短梁（剛性）無量綱值的相對(duì)剛?cè)岢潭鹊囊粋€(gè)地基上梁柔度指數(shù)，表征文克勒 )( 4/ 4/LLLL44EIkbbBlABlAMMDMFCF 2244v按載荷試驗(yàn)成果確定p)/(,/kbbkspspkpp對(duì)粘土板沉

10、降值為平均反力，ixxyyyyiyiyyxxxxixxyFSbSbSbFFSbSbSbFZxZy4444,0, 1,對(duì)右圖所示角節(jié)點(diǎn)，3.5 地基上梁的數(shù)值分析v當(dāng)用文克勒計(jì)算方法求梁的解析解時(shí)，K沿梁長(zhǎng)方向不是常量，或采用了非文克勒地基模型，那么無法求解析解，只能求近似的數(shù)值解。 iiispk/分析方法很多，常用有限元 法彈性地基梁法和倒梁法簡(jiǎn)化計(jì)算法：靜定分析44/)1(75.1EIkblm1/為文克勒地基上梁的特征長(zhǎng)度，條形基礎(chǔ)的高度不小于平均柱距的基礎(chǔ)的高度不小于平均柱距的1/6。ixxyyyyiyiyyxxxxixyxFSbSbSbFFSbSbSbFZZ4對(duì)右圖所示角節(jié)點(diǎn)，力矩設(shè)計(jì)值

11、代數(shù)和各荷載對(duì)基礎(chǔ)梁中點(diǎn)的值之和各柱傳來的豎向力設(shè)計(jì)MFlMlFbp2minmax6siisEhkhEkhb/1/3.4,2基座系數(shù)：節(jié)解析法計(jì)算勻，按文克勒薄壓縮層地基，壓縮均siiEhk/1iyixiyixiwwFFF6）節(jié)點(diǎn)荷載分配：）節(jié)點(diǎn)荷載分配：交叉節(jié)點(diǎn)類型有交叉節(jié)點(diǎn)類型有角柱角柱、邊柱邊柱、和、和內(nèi)柱內(nèi)柱。444141yx,22yyyyxxxxyxyyiyiyxxxixixkbEISkbEISSSZSkbFwZSkbFwy方向基礎(chǔ)梁特征長(zhǎng)度，iyxxyyxxyyiyixyyxxyyxxixiyixyyiyyxxixxiyixxxxxxFZSbSbZZSbFFZSbSbZZSbFFF

12、FSbFZSbFZxxSinxeZxi22)cos2cos21 (1而，可得根據(jù)ixxyyxxyyiyixyyxxxxixxFSbSbZZSbFFZSbSbSbFZ4444,0y對(duì)右圖所示角節(jié)點(diǎn)，Awe1 . 0 ixxyyxyyxiyiyyxxxxxixyFSbSbZSbZFFSbZSbSbFZy1,對(duì)右圖所示角節(jié)點(diǎn)，實(shí)際決定層土回彈再壓縮橫量，壓力系數(shù)層底面范圍內(nèi)平均附加，基礎(chǔ)底面計(jì)算點(diǎn)到第層深度，基礎(chǔ)底面到第壓力標(biāo)準(zhǔn)值?；A(chǔ)底面處地基土自重沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)驗(yàn)系數(shù)，無經(jīng)驗(yàn)時(shí)考慮回彈的沉降計(jì)算經(jīng)i,1 - ii,1 - ii,1)(111110sisiiiiicsniiiiisissicEE

13、ZZpZZEpEpsiyyxxyyiyiyyxxxxixyxFSbSbSbFFSbSbSbFZyZx11yxiyxiiyixjiiiyiyiyjiiixixixixixbbAbbAiAiFFPAFFFPAFFFFFFF21 yx,i中間角點(diǎn)重疊面積方向的荷載增量，結(jié)點(diǎn)在NoImage0 2 . 1p minmaxpffpaa偏心軸壓時(shí)對(duì)抗震設(shè)防的建筑，符合地基抗震承載力要求。當(dāng)基礎(chǔ)底對(duì)抗震設(shè)防的建筑，符合地基抗震承載力要求。當(dāng)基礎(chǔ)底面地震效應(yīng)組合的邊緣最小壓力出現(xiàn)零應(yīng)力時(shí)，面地震效應(yīng)組合的邊緣最小壓力出現(xiàn)零應(yīng)力時(shí)，零應(yīng)力區(qū)零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的15%。對(duì)高寬比大于。對(duì)高寬比大于4的高的高層建筑，不宜出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)。層建筑，不宜出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)。4