上部结构基础与地基共同作用的概念.资料讲解

上部结构基础与地基共同作用的概念
1 基础刚度的影响
刚性基础 ➢随着上部荷载增大，邻近基底边缘的塑性区逐渐扩
大，基底应力重新分布。所增大的上部荷载依靠基 底中部反力增大来平衡。因此，基底反力图由马鞍 形逐渐变成抛物线形。
➢刚性基础基底反力分布与 荷载分布情况无关，仅与 荷载合力大小与作用点位 置相关。
上部结构基础与地基共同作用的概念
3 上部结构刚度的影响
上部结构为敏感性结构 ➢低层砖石砌体承重结构和单层钢筋混凝土框架结构，
对地基不均匀沉降反应灵敏，均为敏感性结构。 ➢由于砖石材料为刚性材料，抗拉强度低，当地基局
部倾斜较大时，墙体将发生裂缝。 ➢框架结构构件之间的刚性连接在调整地基不均匀沉
降的同时，也引起上部结构的次应力：在横向为三 柱独立基础的情况下，往往使中柱荷载减少，向边 柱转移；同时，两侧的独立基础向外转动，引起梁 柱挠曲，发生次应力；严重时将导致结构的损坏。
上部结构基础与地基共同作用的概念
2 地基软硬的影响
软土地基 ➢在淤泥或淤泥质土这类软土地基中，当基础的相对
刚度较大时，基底反力分布可按直线计算。 ➢中心荷载作用下，基底反力均匀分布。 ➢偏心荷载作用下，基底反力梯形分布。
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2 地基软硬的影响
坚硬地基 ➢坚硬地基包括岩石、密实卵石、坚硬黏性土地基。 ➢坚硬地基上设置抗弯刚度很小的基础，当基础上作
上部结构基础与地基共同作用的 概念.
上部结构基础与地基共同作用的概念
1 基础刚度的影响
柔性基础 ➢柔性基础可随地基的变形而任意弯曲。 ➢柔性基础缺乏刚度，无力调整基底的不均匀沉降，
不可能使传至基底荷载改变原来的分布情况。 ➢柔性基础的基底反力分布，与作用在基础上的荷载
分布相同。 ➢均 布 荷 载 下 柔 性 基 础 的 基 底
的挠曲程度。 ➢地基中部硬、两边软，则可能使条形基础的正向挠
曲变为反向挠曲。
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3 上部结构刚度的影响
上部结构完全柔性 ➢以屋架、柱、基础为承重体系的木结构和土堤、土
坝等填土工程，可认为是完全柔性结构；钢筋混凝 土排架结构也可视为柔性结构。 ➢上部柔性结构的变形与地基的变形一致，地基的变 形对上部结构不产生附加应力，上部结构没有调整 地基不均匀变形的能力，对基础的挠曲没有制约作 用，即上部结构不参与地基、基础的共同工作。 ➢在木结构柱顶荷载作用下，独立基础发生沉降差， 不会引起主体结构的次应力，传递给基础的柱荷载 也不会因此而发生变化。
沉降量中部大，边缘小，如 图所示；要使沉降均匀，应 使边缘荷载增大。
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1 基础刚度的影响
刚性基础 ➢刚性基础具有极大的抗弯刚度，在荷载作用下基础
不产生挠曲。 ➢刚性基础基底平面沉降后仍保持平面，中心荷载作
用下均匀下沉，基底保持水平；偏心荷载作用下沉 降后，基底为一倾斜平面。 ➢刚性基础底面积和埋深较 大，上部中心荷载不大时 基底反力呈马鞍形分布。
上部结构基础与地基共同作用的概念
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1.基础刚度的影响 2.地基软硬的影响 3.上部结构刚度的影响
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上部结构基础与地基共同作用的概念
3 上部结构刚度的影响
上部结构绝对刚性 ➢烟囱、水塔、高炉这类高耸结构，置于整体大厚度
的钢筋混凝土独立基础上，整个体系为绝对刚性。 ➢在中心荷载作用下，均匀地基的沉降量相同，基础
不发生挠曲。刚性上部结构具有调整地基应力、使 沉降均匀的作用。 ➢一般体型简单、荷载均匀、长高比很小、采用剪力 墙结构的高层建筑，配置相应的箱形基础，可按刚 性结构设计计算。
用集中荷载时，仅传递到荷载附近的地基中，远离 荷载的地基不受力。 ➢若为相对柔性的基础，在远离集中荷载作用点处基 底反力不仅为零，且可能与地基悬空。
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2 地基软硬的影响
软硬悬殊地基 ➢软硬相差悬殊地基对基础梁挠曲和内力的影响很大。 ➢条形基础下，地基的中部软、两边硬，则加剧条基