地基与基础工程施工 基底压力 3基底压力文本类模版教学设计.doc

职业教育地下与隧道工程技术专业教学资源库 职业教育地下与隧道工程技术专业教学资源库 职业教育地下与隧道工程技术专业教学资源库教学设计 基底压力与基底附加压力： 一、导言 基底压力与基底附加压力是计算地基沉降的依据，同时也是后期我们进行地基强度验算的依据，需要我们重点学习。下面开始本次课的学习。 二、基底压力概述 *我们先学习第一部分地基压力计算。 建筑物进行设计时，必须统一协调上部结构、基础、地基三者之间的关系，才能保证工程建设质量。建筑物的荷载通过基础传递给地基土体，在基础底面处单位面积地基所受的压力称为基底压力，地基对基础的作用力称为地基反力。 由于基地压力能够引起地基中的附加应力，因此计算基底压力的大小和分布是计算附加应力的依据；附加应力引起土体压缩沉降，附加应力的大小和分布是计算地基沉降变形的依据。 不同形式基底压力分布，在地基土体的一定深度内，就有不同的附加应力分布状态。 准确地确定基底压力的分布是相当复杂的问题。试验和理论研究表明基底压力的分布受到很多因素的影响。它与基础的刚度、形状、大小、埋深有关；与基础所受荷载大小、方向、分布有关；与地基土类、土的密度、土层种类有关。 课本上进行基地压力计算时进行了简化，暂不考虑上部结构的影响，使问题得以简化；用荷载代替上部结构。 基底压力的分布主要考虑基础的刚度和地基土的影响。基础按刚度不同可划分为三种类型：柔性基础、刚性基础和弹性基础。 下面我们假设一条形基础受均布荷载作用，基底压力的分布。分为以下三类： 第一类，弹性地基，完全柔性基础，柔性基础是指刚性很小，基础抗弯刚度EI=0 → M=0，在荷载作用下基础是随地基一起变形的基础；它没有抵抗弯曲变形的能力，基础变形能完全适应地基表面的变形；其基底压力的大小和分布与作用于基底上的荷载大小和分布相同，若不同将会产生弯矩。 第二类，弹性地基，绝对刚性基础，刚性基础是指基础本身刚性很大，在荷载作用下基础本身可看着是不变形的基础。基地压力分布不仅与基础本身有关，还与地基及其上部荷载大小有关。若地基为砂土，当基础埋深较小，在较小中心荷载作用下，由于砂土颗粒之间没有粘聚力，其基底压力中间大，边缘处等于零，类似于抛物线分布；当荷载继续增大时，则近似于三角形分布，如图所示；对黏性土地基，在中心荷载作用下，由于黏性土具有粘聚力，基础边缘能承受一定的压力，因此荷载较小时，地基压力呈边缘大中间小的马鞍形分布；当荷载逐渐增大并超过土粒间的连接强度即粘聚力后，基底压力将重新分布，有马鞍形逐步发展为抛物线形直至钟形，如图所示。 第三类，弹塑性地基，有限刚度基础，弹性基础是指刚度介于柔性基础和刚性基础之间的一种基础类型。在外荷载作用下，基础本身也将发生一些弯曲变形。对如图所示。 基底压力的分布形式十分复杂，根据圣维南原理，基底压力的具体分布形式对地基应力计算的影响仅局限于一定深度范围；超出此范围以后，地基中附加应力的分布将与基底压力的分布关系不大，而只取决于荷载合力的大小、方向和位置。 对于刚性基础，虽然其基底压力分布与基础上面的荷载分布不同，但实际工程中根据经验，当基础宽度不小于1.0m且荷载不太大时，即小于600kPa，基地压力分布可近似按直线变化规律简化计算。它在地基变形计算中引起的误差是允许的，计算的工作量又可大为减少。所以基础尺寸较小，荷载不是很大。基底压力分布可近似地按材料力学方法进行计算。 三、基底压力计算 如表所示，表中给出了矩形基础和条形基础分别在竖直中心荷载、竖直偏心荷载、倾斜偏心荷载作用下的基底压力计算公式。 矩形基础竖直中心荷载作用下，其荷载合力通过基底形心，基地压力为均匀分布，如图所示，p=PA，其中A基底面积单位m2，P单位KN为上部结构传至基础顶面的竖向力F与基础及底面以上回填土总重G，G=γ 矩形基础双向竖向偏心荷载下基底压力计算如图所示，实际工程中一般为单向竖直偏心荷载，为了抵抗荷载的偏心作用，通常取基础长边l与偏心方向一致，即y方向的偏心距为零。基底压力分布按材料力学偏心受压公式计算。利用材料力学理论，简化后公式pmin 矩形基础单向偏心荷载作用下，基底压力分布可分为三种情况如图所示： 当el6 当e=l6时， 当el6时，p 四、小结 条形基础竖直中心荷载与竖直偏心荷载基底压力计算与矩形基础情况类似，不同的是，条形基础计算时，取单位长度方向为计算模型即l=1m，进行计算。这里不再进行详述。 *这次课有以下重点内容需要大家掌握。 *基底压力定义及分布。 *基底压力的计算。 这次课我们就讲完了，若有问题 可以线上交流、讨论。同学们，下次课再见！