地基基礎(chǔ)講義ppt版（共139）

1第三章章連連續(xù)續(xù)基礎(chǔ)礎(chǔ)本章內(nèi)內(nèi)容：：1、概述述2、地基基、基基礎(chǔ)與與上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)相互互作用用的概概念3、地基基計算算模型型4、文克克勒地地基上上梁的的計算算5、地基基上梁梁的數(shù)數(shù)值計計算6、柱下下條形形基礎(chǔ)礎(chǔ)7、柱下下交叉叉條形形基礎(chǔ)礎(chǔ)8、筏形形基礎(chǔ)礎(chǔ)與箱箱形基基礎(chǔ)9、剛性性基礎(chǔ)礎(chǔ)基底底反力力、沉沉降和和傾斜斜計算算的數(shù)數(shù)值分分析法法2本章要要求1、了解解地基、、基礎(chǔ)礎(chǔ)、上上部結(jié)結(jié)構(gòu)相相互作作用的的概念念2、掌握握地基基計算算模型型3、能進(jìn)進(jìn)行柱下條條形基基礎(chǔ)、、柱下下交叉叉條形形基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計計本章重重點、、難點點1、地基、、基礎(chǔ)礎(chǔ)、上上部結(jié)結(jié)構(gòu)相相互作作用的的概念念2、地基計計算模模型3、柱下下條形形基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計計4、柱下下交叉叉條形形基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計計3一、連續(xù)基基礎(chǔ)的的特點點（1）具有有較大大的基基礎(chǔ)底底面積積（2）可增增大建建筑物物整體體剛度度、減減小不不均勻勻沉降降（3）提高高建筑筑物抗抗震性性能（4）提高高地基基承載載力第一節(jié)節(jié)概概述4第二節(jié)節(jié)地基、、基礎(chǔ)礎(chǔ)上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)相互互作用用的概概念一、地地基基基礎(chǔ)的的相互互作用用1、基底底反力力的分分布規(guī)規(guī)律（1）柔性性基礎(chǔ)礎(chǔ)56（2）剛性性基礎(chǔ)礎(chǔ)78（3）基礎(chǔ)礎(chǔ)相對對剛度度的影影響9（4）、地地基軟軟硬的的影響響軟軟土地地基10堅硬地地基11中間軟軟兩邊邊硬不均勻勻地基基12中間硬硬兩邊邊軟不均勻勻地基基1314二、地地基變變形對對上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)的影影響1、柔性性結(jié)構(gòu)構(gòu)：不不均勻勻沉降降不會會引起起上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)較大大的附附加應(yīng)應(yīng)力152、敏感感性結(jié)結(jié)構(gòu)：：不均均勻沉沉降會會引起起上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)較大大的附附加應(yīng)應(yīng)力163、剛剛性性結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)：：不不均均勻勻沉沉降降不不會會引引起起上上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)較較大大的的附附加加應(yīng)應(yīng)力力17三、、上上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)剛剛度度對對基基礎(chǔ)礎(chǔ)受受力力狀狀況況的的影影響響上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)絕絕對對剛剛性性18上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)絕絕對對柔柔性性19第三三節(jié)節(jié)地地基基計計算算模模型型一、、文文克克勒勒地地基基模模型型：：地基基下下任任一一點點所所受受的的壓壓力力p與該該點點的的地地基基沉沉降降量量s成正正比比二、、彈彈性性半半空空間間地地基基模模型型地基基上上任任意意點點的的沉沉降降量量與與整整個個基基底底反反力力以以及及鄰鄰近近荷荷載載的的分分布布有有關(guān)關(guān)三、、有有限限壓壓縮縮層層地地基基模模型型地基基的的沉沉降降量量等等與與沉沉降降計計算算深深度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)各各計計算算分分層層在在側(cè)側(cè)限限條條件件下下壓壓縮縮量量之之和和20一、、文文克克勒勒地地基基模模型型21優(yōu)點點：：（1）參參數(shù)數(shù)少少，，應(yīng)應(yīng)用用方方便便缺點點：：（1）沒沒有有考考慮慮地地基基分分層層情情況況（2）沒沒有有考考慮慮土土的的非非線線性性特特性性（3）沒沒有有考考慮慮地地基基的的應(yīng)應(yīng)力力擴(kuò)擴(kuò)散散現(xiàn)現(xiàn)象象應(yīng)用用范范圍圍：：（1）地地基基主主要要受受力力層層為為軟軟土土（2）薄薄壓壓縮縮層層地地基基22二、、彈彈性性半半空空間間地地基基模模型型集中中荷荷載載均布布矩矩形形荷荷載載作作用用下下矩矩形形面面積積中中心心的的沉沉降降23對任任意意分分布布的的荷荷載載2425簡化化計計算算方方法法26優(yōu)點點：：（1）具具有有擴(kuò)擴(kuò)散散應(yīng)應(yīng)力力和和變變形形（2）可可以以反反映映臨臨近近荷荷載載的的影影響響缺點：（1）未考慮地地基的成層層性、非均均質(zhì)性（2）未考慮土土體的非線線性（3）計算值較較實測值大大27三、有限壓壓縮層地基基模型28hti、Esti—第i個棱柱體中中第t分層的厚度度和壓縮模模量nc—第i個棱柱體的的分層數(shù)；；—第i個棱柱體中中第t分層由引起的豎向向附加應(yīng)力力的平均值值29優(yōu)點：（1）具有擴(kuò)散散應(yīng)力和變變形（2）可以反映映臨近荷載載的影響（3）考慮地基基的成層性性缺點：（1）未考慮地地基的非均均質(zhì)性（2）未考慮土土體的非線線性30四、相互作作用分析的的基本條件件和常用方方法（1）靜力平衡衡條件（2）變形協(xié)調(diào)調(diào)條件（接接觸條件））31當(dāng)今應(yīng)用科科學(xué)與工程程技術(shù)領(lǐng)域域課題研究究的方法：：（1）理論解析析：根據(jù)微微分方程結(jié)結(jié)合邊界條條件求解（2）工程實測測：（3）物理模擬擬：根據(jù)相相似理論推推導(dǎo)相似準(zhǔn)準(zhǔn)則設(shè)計模型試試驗（4）數(shù)值模擬擬：將構(gòu)件件離散成有有限個單元元32數(shù)值模擬（1）有限元：：ANSYS、ADINS、SAP、I-DIASD等（2）有限差分分法：FLAC（3）邊界元：：（4）離散元：：33ANSYS簡介：34353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364第四節(jié)文克勒地基基上梁的計計算一、無限長長梁的解答答1、微分方程程式65662、集中荷載載作用下的的解答（1）豎向集中中力作用下下在荷載作用用下，梁的的撓曲曲線線和彎矩圖圖是關(guān)于原原點對稱的的在o點處緊靠F0的左右兩側(cè)側(cè)把梁切開開，右側(cè)截截面V=-F0/26768（2）集中力偶偶作用下在集中力偶偶作用下，，轉(zhuǎn)角和剪剪力關(guān)于原原點對稱，，撓度和彎彎矩是反對對稱的在o點處緊靠M0的左右兩側(cè)側(cè)把梁切開開，右側(cè)截面V=M0/2697071（3）承受若干干個集中荷荷載作用72二、有限長長梁的計算算73（1）一般情況況74（2）外荷載對對稱75有限長梁的的計算步驟驟：（1）以疊加法法計算已知知荷載在梁梁II上相應(yīng)于梁梁I的兩端的截截面引起的的彎矩和剪剪力Ma、Va及Mb、Vb（2）計算梁端端邊界條件件力FA、MA和FB、MB（3）以疊加法法計算在已已知荷載和和邊界條件件力的共同同作用下，，梁II上相應(yīng)于梁梁I所求截面處處的、、M、V76三、地基上上梁的柔度度指數(shù)柔度指數(shù)：：表征文克克勒地基上上梁的相對對剛?cè)岢潭榷鹊囊粋€無無量綱值。。短梁有限長梁長梁77短梁的地基反反力長梁的地基反反力78四、基床系數(shù)數(shù)的確定（1）按基礎(chǔ)的預(yù)預(yù)估沉降量確確定（2）按荷載試驗驗成果確定79例題3-1例題3-280第六節(jié)、柱下下條形基礎(chǔ)適用范圍：（1）地基較軟弱弱，承載力低低，地基壓縮縮性不均勻（2）荷載分布不不均勻，不均均勻沉降較大大（3）上部結(jié)構(gòu)對對基礎(chǔ)沉降較較敏感81一、構(gòu)造要求求82831、為了使與與基礎(chǔ)礎(chǔ)底面形心重重合，基底底壓力均勻分分布，基礎(chǔ)梁梁的兩端應(yīng)外外伸2、肋梁的高h(yuǎn)由計算定，以以為柱距的（（1/4~1/8）l13、翼板的高h(yuǎn)f由計算定，當(dāng)當(dāng)200mm<hf<250mm采用等厚度，，當(dāng)hf>250mm采用宜采用變變厚度翼板，，i<1:34、基礎(chǔ)梁沿縱縱向取等截面面，當(dāng)柱截面面邊長大于等等于肋寬時，，可將肋部加加寬。845、肋梁的縱向向受力鋼筋，，頂面和底面面的受力筋應(yīng)應(yīng)由2~4根通常配筋，，當(dāng)h>700mm時，應(yīng)在梁的的兩側(cè)放置直直徑>10mm的腰筋。6、肋梁內(nèi)箍筋筋應(yīng)做成封閉閉式7、翼板的橫向向受力筋由計計算確定d>100mm100<@<200mm8586二、內(nèi)力計算算1、簡化計算方方法（1）靜定分析法法（2）倒梁法2、彈性地基梁梁法87（1）靜定分析法法（靜定梁法法）88適用范圍：（1）上部結(jié)構(gòu)為為柔性結(jié)構(gòu)（2）基礎(chǔ)具有足足夠的相對剛剛度特點：（1）在荷載作用用下基礎(chǔ)梁將將產(chǎn)生整體彎彎曲（2）計算所得的的基礎(chǔ)不利截截面的彎矩絕絕對值可能偏偏大89（2）倒梁法90適用范圍：（1）上部結(jié)構(gòu)為為剛性結(jié)構(gòu)（2）地基比較均均勻，荷載分分布和柱距均均勻，基礎(chǔ)梁梁的高度小于于柱距的1/6特點：（1）在荷載作用用下基礎(chǔ)梁將將產(chǎn)生整體彎彎曲和局部彎彎曲（2）計算所得的的基礎(chǔ)不利截截面的彎矩絕絕對值最小91柱下條形基礎(chǔ)礎(chǔ)計算步驟：：（1）確定基礎(chǔ)底底面尺寸：軸心荷載偏心荷載92（2）基礎(chǔ)底板計計算（3）基礎(chǔ)梁內(nèi)力力計算1）計算基底凈凈反力設(shè)計值值2）內(nèi)力計算933）消除與調(diào)整整支座的不平平衡力942、彈性地基梁梁法（1）對基礎(chǔ)寬度度不小于可壓壓縮層厚度二二倍的薄壓縮縮層地基，地地基的壓縮性性比較均勻，，可按文克勒勒地基上梁的的解析解。（2）對基礎(chǔ)寬寬度不小于可可壓縮層厚度度二倍的薄壓壓縮層地基，，地基的壓縮縮性不均勻，，可按文克勒勒地基上梁的的數(shù)值分析法法。（3）不滿足（1）（2），可按非文文克勒地基上上梁的數(shù)值分分析法進(jìn)行迭迭代計算。95第七節(jié)、柱下交叉條形形基礎(chǔ)96適用范圍：（1）軟弱地基上上柱距較小的的框架結(jié)構(gòu)（2）上部結(jié)構(gòu)荷荷載較大，地地基比較軟弱弱97１、交叉節(jié)點點荷載分配原原則（1）靜力平衡條條件（2）變形協(xié)調(diào)條條件982、節(jié)點荷載分分配（1）角柱節(jié)點：：兩個方向均均為半無限長長梁99由式3-34節(jié)點i的豎向位移：：bx，by—分別為x，y方向基礎(chǔ)的底底面寬度Sx，Sy—分別為x，y方向基礎(chǔ)梁的的特征長度x，y—分別為x，y方向基礎(chǔ)梁的的柔度特征值值Ix，Iy—分別為x，y方向基礎(chǔ)梁的的截面慣性矩矩100根據(jù)變形協(xié)調(diào)調(diào)條件將靜力平衡條條件代入可解解得：101102對一端外伸的的角柱節(jié)點y=0，Zy=4103對無外伸的角角柱節(jié)點x=y=0Zx=Zy=4104（2）邊柱節(jié)點：：y方向基礎(chǔ)梁為為無限長梁Y=，Zy=1105y=，Zy=1x=0，Zx=1106（3）內(nèi)柱節(jié)點x=y=Zx=Zy=1107調(diào)整后的節(jié)點點荷載Pj—按交叉條形基基礎(chǔ)計算的基基底凈反力▽Fix、▽Fiy—分別為節(jié)點i在x、y方向的荷載增增量▽Ai—節(jié)點i的重疊面積108109110111二、內(nèi)力計算算1、簡化計算方方法（1）靜定分析法法（2）倒梁法2、彈性地基梁梁法（1）對基礎(chǔ)寬度度不小于可壓壓縮層厚度二二倍的薄壓縮縮層地基，地地基的壓縮性性比較均勻，，可按文克勒勒地基上梁的的解析解。（2）對基礎(chǔ)寬寬度不小于可可壓縮層厚度度二倍的薄壓壓縮層地基，，地基的壓縮縮性不均勻，，可按文克勒勒地基上梁的的數(shù)值分析法法。112例題3-5113第八節(jié)、筏型基礎(chǔ)114地基計算1）2）Pk≤fa、Pkmax≤1.2fa、Pkmin03）aT≤b/100Hgb——筏基的底面寬寬度Hg——建筑物高度W——與偏心距方向向一致的基礎(chǔ)礎(chǔ)底面邊緣抵抵抗矩；A——基礎(chǔ)底面積1154）對抗震設(shè)防防的建筑faE=afaP≤faE、Pmax≤1.2faEfaE—調(diào)整后的地基基抗震承載力力a—地基抗震承載載力調(diào)整系數(shù)數(shù)，查表fa—經(jīng)過深寬修正正后的地基承承載力特征值值1161、構(gòu)造要求（1）上部結(jié)構(gòu)荷荷載的合力點點接近基礎(chǔ)底底面形心（2）梁板式筏基基的板格應(yīng)滿滿足沖切承載載力要求（3）平板式筏板板厚度應(yīng)根據(jù)據(jù)沖切、剪切切要求確定（4）梁板式筏基基的肋梁除滿滿足正截面受受彎和斜截面面受剪承載力力外，還需驗驗算肋梁頂面面的局部受壓壓承載力（5）筏型基礎(chǔ)配配筋要求（6）混凝土強(qiáng)度度要求117（7）肋梁與柱或或剪力墻的連連接構(gòu)造交叉基礎(chǔ)梁與與柱的連接118單向基礎(chǔ)梁與與柱的連接119基礎(chǔ)梁與剪力力墻的連接1202、內(nèi)力計算（1）簡化計算方方法（a）倒樓蓋法（b）靜定分析法法（條帶法））（2）彈性地基板板法：數(shù)值方方法（a）有限元法（b）有限差分法法121筏基的撓曲變變形a：以局部撓曲曲為主，整體體撓曲可忽略略b：整體撓曲明明顯大于局部部撓曲122（a）倒樓蓋法使用條件：（1）地基比較均均勻，上部結(jié)結(jié)構(gòu)剛度較大大（2）梁板式筏基基梁的高跨比比或平板式筏筏基板式的厚厚跨比大于1/6（3）相鄰柱荷載載及柱距變化化不超過20%1231、平板式筏基基的計算倒樓蓋法如同同倒梁法，將將地基上筏板板簡化為倒置置的無梁樓蓋蓋。把基礎(chǔ)劃劃分為柱下板板帶和跨中板板帶。邊排柱柱下的板帶寬寬度取為相鄰鄰柱間距的1/4與柱軸線至基基底邊緣距離離之和，其余余帶寬為柱距距的1/2；若柱距不相相等，則取相相鄰柱距平均均值的1/2。然后按柱荷荷載和均勻分分布的地基凈凈反力，按無無梁樓蓋計算算基礎(chǔ)內(nèi)力。。124平板式筏基板板帶的劃分1252、梁板式筏基的的計算筏板被基礎(chǔ)梁梁分割成不同同支撐條件的的單項或雙向向板，如果兩兩個方向的尺尺寸比值小于于2，可將筏板視視為承受地基基凈反力的雙雙向多跨連續(xù)續(xù)板。板塊支支撐條件可分分為3種：1）兩鄰邊固定定，兩鄰邊簡簡支2）三邊固定，，一邊簡支3）四邊固定根據(jù)計算簡圖圖查閱彈性板板計算公式126板塊跨中彎矩矩板塊支座彎矩矩Lx、Ly—雙向板的計算算長度跨中及支座彎彎矩計算系數(shù)數(shù)，可查表127連續(xù)板的支撐撐條件128筏形基礎(chǔ)梁只只沿著柱網(wǎng)軸軸線設(shè)置，當(dāng)當(dāng)縱橫向柱間間距的長寬比比小于2時，筏形基礎(chǔ)礎(chǔ)梁上的荷載載可將板上荷荷載沿板角45o分角線劃分范范圍，分別由由縱橫梁承擔(dān)擔(dān)，荷載分布布呈三角形或或梯形?；A(chǔ)礎(chǔ)梁上的荷載載確定后即可可采用倒梁法法進(jìn)行梁的內(nèi)內(nèi)力計算。129梁板式筏基基基礎(chǔ)梁上的反反力分配130（b）靜定分析法法（條帶法、、剛性板條法法）將筏基在x、y方向從跨中分分成若干條帶帶，取出每一一條帶按獨立立的條