柱下条形基础箱基和筏基.pptx

1;3-1 概 述 ;当结构的体型较小，或地基的差异变形对结构的内力分布不会产生显著影响时，也没有必要完全按照共同作用的思想进行设计，在设计中把上部结构一基础一地基按静力平衡条件简单分割成独立的三个部分，设计的结构内力和变形误差不大，通常偏于安全。第2章介绍的方法属于常规设计方法，这就是所谓的常规设计方法。 考虑3者共同作用的设计方法，通常计算工作量很大，所以目前仅用于重要和大型的建筑物。 本章介绍的三类基础的平面尺寸均比高度大得多，从力学上看均属于柔性基础，而且由于基础的平面尺寸很大，基础的变形状态对于地基反力的分布有重要影响，故不应采用常规方法设计。在实际工作中，为了简化计算，对大量建筑物通常采用简化方法进行设计，即计算时只考虑地基和基础的共同作用，而在构造措施上体现整个系统共同作用的特点。; 上一章讲述了刚性基础与扩展基础的设计，在实际工程中，当荷载较大、地基较软或上部结构对基础的整体性有较高要求时可将柱下独立基础或墙下条形基础连接起来，形成柱下条形基础和筏形基础，当需要进一步增强基础的整体刚度时，可将基础在立面上设置成一层或若干层，这就成为了箱形基础。 与柱下独立基础相比，柱下条形基础、筏形基础和箱形基础具有更好的整体性、更高的承载力和更强的调节地基基础变形的能力。筏形基础和箱形基础还可结合考虑地下空间的开发利用。然而这3类基础的设计较为复杂，施工难度相对较大，造价也相对较高。 3类基础适用于规模大、层数多、结构和地基条件较为复杂的工程。;3-1-2上部结构、基础与地基的共同作用 ;一、 上部结构与基础的共同作用;二、地基与基础的共同作用;二、地基与基础的共同作用;二、地基与基础的共同作用;刚性基础地基反力特点： （1）刚性基础对荷载的传递和地基的变形要起约束与调整作用。在其上方作用有均布荷载，为适应绝对刚性基础不可弯曲的特点，基底反力将向两侧边缘集中，强使地基表面变形均匀以适应基础的沉降。基底的反力分布将呈抛物线形。 （2）地基土仅具有很有限的强度，基础边缘处的??力太大，土要屈服以至发生破坏.部分应力将向中间转移，基底反力不再与荷载分布一致，而是向沉降较小部位转嫁，呈马鞍形分布。 （3）在荷载较大时，基底边缘附近的土发生塑性破坏的范围扩大，基底反力继续向从边部向中间转移，形成钟形或抛物线形分布。 （4）由于基础上的荷载和基底反力分布完全不同，基础产生内力;第10页/共106页;三、上部结构、基础和地基的共同作用;3-1-3　常用地基模型 ;1. Winkler地基模型 ;Winkler 地基模型;2. 弹性半空间地基模型;图1-16;2. 弹性半空间地基模型;2. 弹性半空间地基模型;3. 有限压缩层地基模型;?zj ; 考虑地基表面作用有分布荷载，荷载分块，第j 块荷载的强度为pj，所形成的合力为Fj，则在地基表面i（x，y）点产生的沉降可以表示为： 式中： 这就是分层地基模型的数学表达式。 分层地基模型的假设更加接近实际，因而其计算结果更加可靠。但从上述公式可以看出，模型的计算工作量很大，而且真实地基中的应力状态与分层总和法的假设有一定差距。 ;3. 有限压缩层地基模型;4.地基模型参数确定;4. 地基模型参数确定;其它方法：其中实用价遭较大的是太沙基于1955年提出的通过现场荷载板实测的方法。在现场用的荷载板进行载荷试验，测得沉降一位移关系的p-s曲线、选该曲线上直线段上两点P1、P2:和相应的沉降值s1和s2根据地基抗力系数的定义.这种情况的地基杭力系数k为:;注意: 1、式3-14把有限压缩土层当成无限深土层，且不考虑变形模量随深度变化，因而使计算变形量比实际的大，也即求得的地基抗力系数k值比实际的小。 它是一定基础形状和尺寸下的地基抗力系数，用于其它形状和尺寸的基础要经过修正。;柱下条形基础内力分析;3．基础梁纵向内力分析;方向的剪力图和弯距图，依此进行肋梁的抗剪计算及配筋。 静定分析法没有考虑基础自身的变形以及与上部结构的相互作用，与其他方法比较，计算所得基础不利截面上的弯矩绝对值一般偏大。此法只宜用于上部为柔性或简支结构、且基础自身刚度较大的条形基础以及联合基础。; （2）倒梁法 倒梁法把柱脚视为条形基础的支座，支座间不存在相对竖向位移，并假定基底净反力（bpj，kN/m）呈线性分布，且柱作用于基础的荷载已求出，于是可按倒置的普通连续梁计算梁沿纵向的内力（图3-8），例如采用力矩分配法、力法、位移法等。 ; 应该指出，该计算模型仅考虑了柱间基础的局部弯曲，而忽略了基础全长发生的整体弯曲，所以基础最不利截面的计算弯矩较小