基础工程-第3章连续基础部分.pptVIP

第3章 连续基础部分 本章教学目标 1．了解连续基础的特点。 2．熟悉地基、基础与上部结构相互作用的概念。 3．熟悉常用地基计算模型。 4．熟悉文克勒地基上梁的计算。 5．掌握常用基础（柱下条形基础、下交叉条形基础、筏基等）结构设计与计算方法。 3.1 概述 1、连续基础的特点 1）基础底面大，能承受荷载较大，易满足承载力要求。 2）可加大建筑整体刚度，减小不均匀沉降，提高抗震性能。 3）箱基或设置了地下室的筏基础，以挖去土重量补偿建筑的部分重量。 连续基础可看成是地基上的受弯构件——梁或板。它们的挠曲特征、基底反力和截面内力分布都与地基、基础以及上部结构的相对刚度特征有关。因此，应从三者相互作用的观点出发进行地基上梁或板的分析与设计。在相互作用分析中，地基模型的选择是最为重要的。 3..2.1 地基与基础的相互作用 1、基底反力的分布规律 仅考虑基础本身刚度影响。 1）柔性基础 沉降呈碟形，若要使柔性基础的沉降趋于均匀，就必须增大基础边缘的荷载。 2）刚性基础 抗弯刚度极大，原来是平面的基底，沉降后依然保持平面。基底反力呈马鞍形。 架越作用：刚性基础能跨越基底中部，将所承担荷载相对集中地传至基底边缘，这种现象称基础的“架越作用”。 刚性基础 3）基础相对地基刚度影响 4）临近荷载影响 受影响一侧沉降加大，引起反力卸载，反力向基础中部转移。 2. 地基非均质性影响 同样荷载在不同地基上，情况不同。 荷载分布不同，地基相同情况不同，注意功能布置。 3.2.2 地基变形对上部结构影响 上部结构刚度：上部结构对基础不均匀沉降抵抗能力称为上部结构刚度。 分为柔性、敏感性、刚性三类。 3.2.3 上部结构刚度对基础受力状况影响 绝大多数建筑物的实际刚度介于绝对刚度和完全柔性之间，目前还难于定量计算，在实践中往往只能定性地判断其比较接近哪一种极端情况。 例如: 剪力墙体系和筒体结构的高层建筑是接近绝对刚性的； 单层排架和静定结构是接近完全柔性的。 这些判断将有助于地基基础的设计工作。 增大上部结构刚度，将减小基础挠曲和内力。研究表明，框架结构的刚度随层数增加而增加，但增加的速度逐渐减缓，到达一定层数后便趋于稳定。即基础分担内力的比例随框架层数的增加而降低,简单说,就是出现了基础内力向上部结构转移的现象.转移的比例取决于框架结构、条形基础和地基的相对刚度。增加基础的抗弯刚度，上部结构的次应力减小。 3.3 地基计算模型 进行地基上梁和板分析时，必须解决基地压力分布和沉降计算问题，它涉及土应力应变关系，表达这种关系模式称为地基模型。 3.3.1 文克勒地基模型 1、捷克工程师，提出如下假设。 p=kS 1）把地基划分许多竖直土柱，每条土柱可由一根弹簧代替。 2）基底反力图形与竖向位移相似，如刚度大（基础）受荷后基础底面仍保持平面，基底反力图形按直线规律变化。 简化计算法 → 依据模式 2、下列情况运用 1）地基主要受力层为软土。 2）薄压缩层，hb/2 3）塑性区较大 4）支承在桩上的连续基础，可以用弹簧体系代替群桩。 3.3.2 弹性半空间地基模型 1、假定将地基视为均质的线性变形半空间，用弹性力学求解地基附加应力或位移，地基上任意点沉降与整个基底反力及相邻荷载分布有关。 1）作用P时距r表面沉降s为 2）均荷作用下，矩形中心点沉降，可对上式积分 (LIn(b+ +bIn( p0 基底平面 即对于整个基础 优点： 1）能扩散应力和变形，可以反应临近荷载的影响。 2）扩散能力超过地基实际情况。 3）计算沉降量和地表的沉降范围较实测大。 未考虑地基成层性，非均质性，土体应力应变关系的非线性等因素。 3.3.3 有限压缩层地基模型 把计算沉降的分层总和法应用于地基上梁和板的分析，地基沉降等于各计算分层在侧限 条件下压缩量之和。 σtij—第i个棱柱体中第t分层由P=1/f引起的竖向附加应力的平均值(取中点) 3.3.4 相互作用基本条件 两个条件 1）静力平衡 外荷载和基底反力作用下满足 2）变形协调 挠度=沉降量 3.4 文克勒地基上梁计算 3.4.1 无限长梁的解答 梁的挠曲微分方程： 挠曲微分方程式 集中荷载作用下的解答 集中荷载作用下的解答 在O点处紧靠F0的左、右侧把