第四章柱下条形基础.筏形基础和箱形基础.pptVIP

第4章 柱下条形、筏形和箱形基础;§4-1 概述;建筑物桩筏基础图;建筑物桩箱基础图;二、设计条、筏、箱基础与设计刚性基础和一般扩展基础在方法上的异同;对于柱下条基、筏、箱等基础，将上部结构、基础和地基简单的分开，仅满足静力平衡条件而不考虑三者之间的相互作用，则常常会引起较大的误差。 与刚性基础和扩展基础相比，设计柱下条形、筏形、箱形基础的最主要特点就是，要考虑上部结构、基础与地基的共同作用，使三者不但各自都满足静力平衡条件，且彼此之间还满足变形协调条件，以保证整个建筑物与地基变形的连续性。;§4-2 地基、基础与上部结构共同作用的概念;一、上部结构的作用;1. 绝对刚性体的上部结构;2. 完全柔性体的上部结构;3. 有限刚度的上部结构;二、基础的作用;1. 完全柔性基础;2. 绝对刚性基础;3. 有限刚度的基础 如果基础不是绝对刚性体而是有限刚性体，在上部结构传来的荷载和地基反力共同作用下，基础要产生一定程度的挠曲，地基土在基底反力作用下产生相应的变形。根据地基和基础变形协调的原则，理论上可以根据两者的刚度求出反力分布曲线。曲线的形式 ，粘性土：马鞍形、钟形，无粘性土：抛物线形。;三、地基的作用;;;四、上部结构、基础和地基的共同作用;但不难理解，求解基底的实际反力分布是一个很复杂的问题。因为真正的基底反力分布受地基-基础变形协调这一要求所制约。其中基础的挠曲决定于作用于其上的荷载和自身的刚度。地基表面的变形则决定于基底反力和土的性质。 直至目前，共同作用的问题原则上可以求解，实际上尚没有一种完善的方法能够对各种地基条件均给出满意的解答，其中最主要的困难，就是选择正确的地基模型。;§4-3 地基模型;一 文克尔（E.Winkler，1867年）地基模型;显然，该模型实质上就是将地基土体看成是由一系列相互独立的、侧面无摩擦的土柱组成的，并且由于荷载与位移有线性关系，当然就可以用一系列弹簧来模拟了，如图3-4(a)所示。所以文克尔地基模型又可称为弹簧地基模型。;2. 推论;3. 模型的适用范围;对于其他情况，误差较大；但可以在选择基床系数时，通过适当的办法来减小误差。 该模型表述简单，应用方便，在条形、筏形和箱行基础的设计中，得到广泛的应用，并积累了丰富的设计资料和经验，可供设计时参考。;二、弹性半空间地基模型;1、集中力下的地表沉降;2、有限面积A上的连续分布荷载 p;3、考虑相互作用后的弹性半空间解答;将基础底面划分为n个aj·bj的微元，如图3-6所示。;分布于微元之上的荷载用作用于微元中心点上的集中力P j 表示。以中心点为结点，则作用于各结点上的等效集中力就是{P}。P j 对地基表面任一结点i所引起的变形为s i j 。各结点上的变形为{s}可表示为： （3-4） 可简写为： {s}=[δ]{P} （3-5） 式中[δ]为地基的柔度矩阵。其中的元素δij表示j结点上单位集中力Pj = 1在i结点引起的变形。可以用式（3-2）计算： ;（3-6） 式（3-5）就是用矩阵表示的弹性半空间地基模型中地基反力与地基变形的关系式。;弹性半空间地基模型特点总结;缺点：;三、有限压缩地基模型（分层地基模型）;;为了应用有限压缩层地基模型建立地基反力与地基变形的关系，可以先将基底平面划分成n个网络，并将其覆盖的地基划分成对应的n个土柱，土柱的下端终止于压缩层的下限，如图3-7所示。将第i个土柱按沉降计算方法的分层要求再划分为m个土层，单元编号为t = 1，2，3，…，m。;假设在面积为A j 的第j个网格中心上，作用1个单位的集中力 ，则网格上的竖向均布荷载 。该荷载在第i网格下（土柱）第t层土中点z it处产生的竖向应力为σ zitj，可用角点法求解。那么第j个网格上的单位集中荷载在第i个土柱上部中心位置产生的沉降为： （3-7） 式中Esit为第i个土柱中第t层土的压缩模量；Hit为该土层的厚度。 δij 是反映作用在微元 j上的单位荷载对基底i点的变形影响。因此称为变形系数或柔度矩阵[δ]的元素。实际上，在整个基底范围内都作用着荷载，都将产生沉降，各等价集中荷载下的沉降可以用矩阵表示为：; （3-8） 可简写为： {s}=[δ]{P} (3-9) 式（3-9）表达了有限压缩层地基模型基底荷载与地基变形的关系。 有限压缩层地基模型原理简明，适应性也较好，但带有分层总和法的优缺点，并且计算工作烦琐，是其推广使用的主要困难。;4.4 文克尔地基上弹性梁的计算;;4.5 基础分析方法概要;1、不考虑共同作用;2、考虑基础-地基共同作用分