基础设计荷载与模型之间的关系

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基础工程-第一章地基基础的设计原则(2007.3)

乙级丙级
场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物
正常使用极限状态设计；对短暂情况，可根据需要按正常使用极限状态设计；对偶然情况，可不按正常使用极限状态设计。
1-1-2 基础工程设计的任务
主要任务：结构效应分析。 1、基础结构作用效应分析：确定由于上部结构荷载、地基反力作用，在基础结构上的作用效应，即基础结构内力：弯矩、剪力、轴力等。 2、根据拟定的基础截面进行基础结构抗力及其他性能的分析，确定基础结构截面的承受能力及其性能。按承载力极限状态设计时，根据材料和结构对作用的反应，可采用线性、非线性、塑性理论计算；按正常使用极限状态设计时，可采用线性理论计算，必要时采用非线性理论。计算结果均应小于基础材料的抵抗能力。
1-2-3 地基基础设计基本规定
1、一般规定根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定： 1 . 所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； 2 . 设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形规定； 3. 表1-8所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：地基承载力特征值小于130kpa，且体型复杂的建筑；在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；
软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。 4、对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性； 5、基坑工程应进行稳定验算； 6、当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。

荷载作用与结构设计原则

结构的适用性
01
结构在正常使用过程中，应具有良好的工作性能，满足使用要求。
02
结构的正常使用应满足耐久性要求，保证结构在规定的使用年限内正常工作。
结构的耐久性
结构在正常使用和维护条件下，应具有足够的耐久性，满足设计使用年限的要求。
结构的耐久性应考虑环境因素对结构性能的影响，如温度、湿度、化学腐蚀等。
楼盖梁板设计
根据楼盖荷载计算结果，进行楼盖梁板的设计，以满足承载力和稳定性要求。
05
结构材料选择
钢材
01
钢材强度高、延性好，适用于承受较大动荷载和静荷载的建筑物。
02
钢材易于加工、焊接，便于施工，适用于各种复杂结构形式。
钢材耐腐蚀性差，需要采取防腐措施，如涂装、热镀锌等。
03
混凝土
01 混凝土抗压强度高、耐久性好，适用于承受较大静荷载的建筑物。
分析方法
常见的分析方法有静力分析、动力分析和有限元分析等。
02
结构设计原则
结构的安全性
01
结构在正常施工和正常使用过程中，能承受可能出现的各种作用，即具有足够的承载能力。
02
结构在偶然事件发生时，仍能保持整体稳定性，即具有足够的稳定性。
03
结构在正常使用的各过程中，不会出现过大的变形或裂缝，影响正常使用和耐久性。
梁板设计
01
02
03
梁板截面尺寸
根据跨度、荷载大小和材料性能等条件，确定梁板截面尺寸。
梁板内力分析
通过计算和分析，确定梁板在各种荷载作用下的内力分布。
梁板配筋设计
根据梁板内力分析结果，进行配筋设计，以满足承载力和稳定性要求。

地基与基础设计

基础是建筑物和地基之间的连接体。

基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。

从平面上可见，竖向结构体系将荷载集中于点，或分布成线形，但作为最终支承机构的地基，提供的是一种分布的承载能力。

如果地基的承载能力足够，则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。

但有时由于土或荷载的条件，需要采用满铺的伐形基础。

伐形基础有扩大地基接触面的优点，但与独立基础相比，它的造价通常要高的多，因此只在必要时才使用。

不论哪一种情况，基础的概念都是把集中荷载分散到地基上，使荷载不超过地基的长期承载力。

因此，分散的程度与地基的承载能力成反比。

有时，柱子可以直接支承在下面的方形基础上，墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。

当建筑物只有几层高时，只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用，就常常足以把荷载传给地基。

这些单独基础可用基础梁连接起来，以加强基础抵抗地震的能力。

只是在地基非常软弱，或者建筑物比较高的情况下，才需要采用伐形基础。

多数建筑物的竖向结构，墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。

中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件，这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。

如果地基承载力不足，就可以判定为软弱地基，就必须采取措施对软弱地基进行处理。

软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。

在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时，应按局部软弱土层考虑。

勘察时，应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况，根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。

冲填土尚应了解排水固结条件。

杂填土应查明堆积历史，明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。

在初步计算时，最好先计算房屋结构的大致重量，并假设它均匀的分布在全部面积上，从而等到平均的荷载值，可以和地基本身的承载力相比较。

如果地基的容许承载力大于4倍的平均荷载值，则用单独基础可能比伐形基础更经济；如果地基的容许承载力小于2倍的平均荷载值，那么建造满铺在全部面积上的伐形基础可能更经济。

地基基础设计常见问题的总结及关注

经常有设计人员询问如下问题：1、筏板有限元设计为什么反力小的地方设计通不过，反力大的地方反而计算结果正常？对于计算结果不过的网格区域该如何处理？2、基床反力系数K到底是什么？为什么其取值范围如此宽广？比如在5000~20000之间，而不同的取值对基础沉降和内力计算影响很大? 该如何取值？3、采用基础软件设计的结果为什么与经验差异那么大？其计算结果靠谱吗？能作为基础设计依据吗？对计算结果的正确性该如何判断？4、地基或桩基规范提供的各种算法到底是怎么回事？比如什么叫文克尔地基模型？什么叫布辛奈斯克解？什么叫明德林解？什么叫等效作用法？什么叫实体深基础法？这一系列名词到底在说什么？有没有更加通俗易懂的理解方式？试想，如果连规范所说的这些名词都不清楚，基础设计又该从何谈起？5、基础设计软件中的许多参数的含义到底是什么？该如何填写？用缺省值行吗？等等以上很多类似的问题经常困扰着广大设计人员。

本人以为，要想解决上述问题，必须围绕着基础设计的两大特点，从地基基础的基本概念出发，充分了解和掌握基础设计的基本方法，才能对设计结果进行合理的判断，完成符合实际工程要求的地基基础设计。

本次讲座，将结合工程实例，主要讲解地基基础的基本原理在基础设计中的应用、地基基础规范的正确理解；运用目前工程界广泛应用的基础设计软件，阐述独基、条形基础、弹性地基梁基础、筏板基础、桩基等各种基础形式的正确设计方法及应注意的问题；基础设计软件各种参数详解、计算结果的正确性判断。

1、基础设计正确性判断的一般原则（1）刚性基础与柔性基础的基本特点是什么？（2）如何运用刚性基础与柔性基础这些基本特点判断计算结果的正确性？（3）如何运用刚性基础与柔性基础这些基本特点解决设计中出现的问题？比如：a、某主裙楼结构，采用筏板基础，筏板有限元设计为什么反力小的地方设计通不过，反力大的地方反而计算结果正常？对于计算结果不过的网格区域该如何处理？b、主裙楼结构，裙楼部分抗浮不满足要求可以打抗浮桩吗？2、什么叫文克尔地基模型？什么叫弹性半空间体？什么叫布辛奈斯克解？什么叫明德林解？明德林解为什么要修正？地基规范里提的这些名词最通俗易懂的理解方式是什么？这些计算模式的优缺点是什么？采用这些方法设计时应注意哪些问题？3、基床反力系数K的确定（1）基床反力系数K到底是什么？（2）确定基床反力系数K到底有哪些方法？（3）基床反力系数K的分布原则是什么？4、关于地基承载力修正的常见问题（1）通过载荷试验得到的地基承载力为什么可以修正？（2）地基承载力能够通过修正而提高的本质到底是什么？（3）对于主裙楼一体的结构，当超载宽度大于基础宽度两倍时，为什么规范规定可将超载折算成土层厚度作为基础埋深，对主体结构地基承载力进行深度修正？（4）确定地基承载力修正用基础埋深d时都会遇到哪些问题？a、基础两侧土埋深不一样时，可以取平均值吗？b、主裙楼一体结构，主楼采用筏板基础，裙楼采用柱下独立柱基或条基，主体结构下承载力可以按两侧超载进行深度修正吗？如果是裙房采用独基加止水板呢？（5）是什么情况下都可以用勘察报告给出的载荷试验值进行深度修正吗？有没有不可以的时候？（6）深度修正和宽度修正，哪一个影响大？为什么规范规定当b>6m取6m？而深度修正却没有要求？（7）满足《地基规范》的5.1.4就等于满足5.1.3吗？规范规定的基础埋深的本质是什么？规范对回填土的要求是什么？设计人员在采用软件进行上部结构和基础设计时，最容易填错的参数是哪一个？（8）根据《地基规范》表5.2.4，宽度修正系数取0，深度修正系数取1.5或2.0的时候要注意什么？什么情况下会不符合实际？（9）地基变形和基础底面积计算时，荷载组合要如何考虑？（10）原有建筑上进行增层改造的项目，其地基承载力在估算时该提高多少？（11）基础考虑抗震设计时，抗震调整系数该如何填？（12）如何考虑基础拉梁承担的弯矩比例？5、柱下独立基础设计（1）柱下独立基础最主要的特点是什么？（2）什么样的地质和工程条件适用于柱下独基？（3）这样的基础形式抗震性能好吗？（4）如何正确考虑基础底标高在基础设计时所起的作用？（5）新《地基规范》对最小配筋率是如何考虑的？采用最小配筋率计算配筋面积时应注意哪些问题？（6）在考虑基础底面受拉时要注意什么问题？什么样的荷载组合可以考虑基础底面受拉？（7）什么情况下需要考虑独立基础的受剪承载力V s≤0.7βhs f t A0？（8）为什么独立柱基础增大地基承载力后基础面积基本不变？（9）双柱基础设计时需要注意什么问题？（10）多柱基础的设计，其计算结果靠谱吗？（11）为什么独基地基承载力手工校核结果与软件计算结果不一致？（12）独立基础配筋计算公式能用于所有的独立基础形式吗？哪些比较常见的独基形式不能用独基配筋计算公式？6、砌体结构墙下条形基础设计（1）砌体结构墙下条形基础都有哪些特点？（2）进行基础设计时，如何正确考虑砌体结构荷载的分布？（3）砌体结构构造柱荷载如何考虑？（4）砌体结构中存在框架柱时，柱下独基面积计算时应考虑哪些因素？（5）考虑墙下条基相交处基础面积重叠计算时应注意哪些问题？7、弹性地基梁基础设计（1）这样的基础形式最重要的特点是什么？（2）什么原因会导致弹性地基梁翼缘宽度过大？（3）弹性地基梁地基承载力是如何确定的？（4）采用软件计算弹性地基梁地基承载力时什么情况下会出问题？（5）用软件计算弹性地基梁覆土重时应注意什么问题？（6）是否要考虑弹性地基梁基础底面积重复利用？（7）弹性地基梁配筋计算考虑柱宽而折减会有问题吗？（8）梁计算时考虑柱刚度的影响能够解决什么问题？（9）如何考虑软件提供的弹性地基梁五种计算方法？（10）弹性地基梁基础的沉降计算中什么样的基础采用刚性沉降？（11）软件提供的”沉降计算地基模型系数”到底是什么？该如何考虑？（12）“沉降计算经验系数”如何考虑？（13）沉降计算压缩层深度该如何确定？如何进行人为修正？（14）“考虑回弹影响的沉降计算经验系数”该填多少？（15）广义文克尔假定对基床反力系数K的调整会有哪些启示？（16）柔性沉降计算都有哪些特点？（17）如何根据地基基础的基本概念判断柔性沉降或刚性沉降的计算结果是否正确？（19）弹性地基梁配筋计算时如何正确考虑地基反力的分布特点？（20）结合工程实例，介绍弹性地基梁计算结果不过的主要原因及调整方法8、筏板基础设计（1）筏板基础都有哪些主要形式？（2）墙体对筏板的冲切计算规范有公式吗？（3）如何正确理解软件提供的多墙冲板和单墙冲板的计算结果？（4）软件提供的内筒冲剪计算不满足要求一定要增加筏板厚度吗？合理的计算区域如何确定?（5）筏板基础中设计柱墩时应注意哪些问题？（6）筏板重心校核中偏心率不满足该如何调整？（7）对于裙房偏置的主裙楼结构，筏板重心无法满足要求，能仅满足主体结构的筏板重心校核就行了吗？（8）JCCAD软件在筏板“重心校核”中显示的底板平均反力与程序退出时提示的底板平均反力为什么不一致？（9）当结构的局部坐标与整体坐标不一致时，如何考虑筏板的配筋？（10）《地基规范》第5.4.3规定简单抗浮计算时，按照其相应条文所列公式进行抗浮计算。

基础工程之二浅基础设计

基础工程之二浅基础设计浅基础是基础工程中的一种常用设计，适用于土层较浅、荷载较轻的情况。

与深基础相比，浅基础具有施工简单、经济高效的优点，因此在建筑物、桥梁、道路等工程中被广泛采用。

本文将介绍浅基础设计的基本原理、常用类型和设计要点。

一、浅基础设计的基本原理浅基础设计的基本原理是通过承担建筑物或结构荷载的重量，将荷载传递到地下的土层中，并通过合理的尺寸和形状分布荷载到土层中，使得土层的承载能力能够满足建筑物或结构的要求。

基础设计需要考虑以下几个方面：1.土层的性质和承载能力：根据土层的物理性质、力学性质和承载能力，确定基础的类型和尺寸。

2.建筑物或结构的荷载：根据建筑物或结构的重量、使用要求和设计要求，确定基础的尺寸和承载能力。

3.基础的稳定性和安全性：考虑基础在承载荷载时的稳定性和安全性，例如基础的倾覆、沉降和滑动等。

二、浅基础设计的常用类型1.隔离基础：适用于建筑物或结构的单点荷载较大或者荷载分布不均匀的情况。

隔离基础通过承担荷载的重量，将荷载传递到土层中，并将荷载分散到较大的面积上，减小了土层的承载压力。

2.连续基础：适用于建筑物或结构的均布荷载较大的情况。

连续基础是指基础沿建筑物或结构的外周连续分布，通过较大的面积承担荷载，使得土层的承载压力分布均匀。

3.浇注桩基础：适用于土层较深或者承载能力较差的情况。

浇注桩基础是指在土层中钻孔并灌注混凝土形成的桩体，通过桩体的摩擦力和承载力来承担荷载。

三、浅基础设计的要点1.合理选择基础类型和尺寸：根据建筑物或结构的荷载和土层的承载能力，选择合适的基础类型和尺寸。

一般情况下，建筑物的基础厚度不应小于600mm，且基础的宽度和长度应根据荷载情况合理确定。

2.建立合理的荷载计算模型：根据建筑物或结构的重量、使用要求和设计要求，建立合理的荷载计算模型，确保基础可以承受设计荷载的要求。

3.考虑土层的承载能力变化：土层的承载能力受到土壤湿度、季节变化、荷载的作用时间等因素的影响，因此在基础设计中需要考虑这些因素的变化，采取相应的措施以保证基础的稳定性和安全性。

基础工程设计原理：第一章地基模型

¾ 所选用的地基模型应便于利用已有的数学方法和计算手
段进行分析。
3
二、地基模型的分类
线性弹性地基模型
文克勒地基模型弹性半空间地基模型分层地基模型
非线性弹性地基模型
邓肯－张双曲线模型 K－G模型沈珠江模型
弹塑性模型（摩尔-库仑模型、DP模型）、粘弹性模型、粘弹塑性模型
4
第二节线性弹性地基模型
]
=
(1
+ν
E
)(1
−
2ν
)
⎢ ⎢ ⎢
0
0
0
⎢0 0
0
⎢
⎢
⎢0 0
0
⎣
1 − 2ν 2 0
0
对称
1 − 2ν 2 0
⎤
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
1
−
2ν
⎥ ⎥
2⎦
该模型仅有两个模型
参数：弹性模量E和泊松比μ
适用范围：建筑物荷载较小，且地基承载力较大时。

5
二、文克勒地基模型
基本假定：地基土任一点的压力强度仅与该点的
式中：E0为地基土变形模量（kPa）
μ为地基土泊松比
Fii为积分后得到的系数
Fii
=
2
a b
⎪⎨⎧ln⎜⎛ ⎪⎩ ⎝
b a
⎟⎞ ⎠
+
b
⎡ ln⎢
a
a ⎢⎣b
+
⎜⎛
a
⎟⎞ 2
⎤ + 1⎥
+
⎡ ln⎢1 +
⎝ b ⎠ ⎥⎦ ⎢⎣
⎜⎛ a ⎟⎞2 + 1⎥⎤⎪⎬⎫ ⎝ b ⎠ ⎥⎦⎪⎭

桩基础的荷载传递机理和分析方法

桩基础的荷载传递机理和分析方法桩基础广泛应用于工程领域中，无论是建筑、桥梁还是机械基础，都离不开桩基础的支撑作用。

而桩基础的关键问题就是荷载传递机理，如何理解和分析荷载的传递过程，是每个结构工程师需要掌握的基本技能。

一、荷载传递机理荷载传递机理是指荷载从上部结构传递到桩基础，再由桩基础传递到地基、岩石等下部基础的过程，是桩基础结构设计中最核心的问题之一。

桩基础的荷载传递机理可以用桩身内力的变化和荷载分布来描述。

1、桩身内力的变化桩身内力的变化是指在荷载传递过程中，桩身内部产生的剪力、弯矩、轴力等内力的变化。

在正常工作状态下，桩身内力一般满足以下要求：（1）垂直荷载的传递过程中，桩身内力沿径向分布，处于一定的线性变化范围内；（2）水平荷载的传递过程中，桩身内力沿周向分布，存在一定的跃动；（3）剪力、弯矩、轴力的变化产生作用与荷载方向的关系密切。

2、荷载分布荷载分布是指荷载在桩顶和桩底之间的分布规律。

在荷载传递的过程中，荷载的分布由桩身刚度、立桩长度和岩石基础承载力等因素决定，一般遵循以下规律：（1）垂直荷载的传递过程中，荷载线性分布在桩顶和桩底之间；（2）水平荷载的传递过程中，由于弹塑性变形的存在，荷载更趋向于集中在桩顶和桩底位置。

二、荷载传递分析方法针对桩基础荷载传递机理的特点，相关专家提出了一系列的荷载传递分析方法，以便更好地进行桩基础设计。

针对垂直荷载和水平荷载的传递过程，有如下几种基本方法。

1、含单元分析法含单元分析法是一种常见的分析方法，通过建立合理的数学模型，将桩和土壤一起统一进行计算，求出桩身内力和桩底土体的沉降。

2、桩身内力法桩身内力法是一种直接分析桩身内力的方法，不考虑土体应力状态和变形状态，可以求出桩身内力和荷载传递的荷载-位移曲线，更适用于直接测量荷载和沉降的场合。

3、地基反应法地基反应法是以地基反力作为运动力的入口，来分析桩身内力和荷载分布的方法。

该方法可以精确计算桩顶和桩底的荷载分布，但对于桩身内力的计算并没有很好的解决，相对其他方法来说更加复杂。

桩基础水平承载力的概念及计算方法(一)

桩基础水平承载力的概念及计算方法(一)对于承受水平荷载显著的建（构）筑物，根据其受荷方式的不同大致方式分为几类：一类是以长期水平荷载为主九种的构筑物，例如挡土墙、拱结构、堆载场地等构筑物桩基受到年力的高度力；另一类是以周期荷载或循环荷载为主的建筑物，例如地震或风产生的建（构）筑物水平力、吊车等产生的制动力、海洋客户端平台工程或岸边工程等波浪产生的水平力。

对于一般建筑物，当水平荷载较大且桩基埋深此时较浅时，人体工学桩基的水平承载力设计应成为重点。

本文章主要考虑单桩水平承载力的问题。

单桩在水平荷载下的承载特性是指桩顶在水平荷载下产生水平位移和转角，桩身出现弯曲应力、桩前应力受侧向挤压，产生危急情况桩身结构和地基的破坏情况。

影响单桩水平承载力和位移的因素包括桩身截面抗弯刚度、材料强度、桩侧土质条件、桩身入土深度、桩顶约束条件等。

根据水平力作用下单桩的承载变形性状，可将桩分为刚性桩、半刚性桩、柔性桩。

1.1.1水平受荷单桩的破坏机理研究单桩在低水平荷载区域时基本表现为由线性到非线性区段的过渡过程，在达到极限荷载后，即使不继续增加主梁，水平位移也会急剧增加，会出现水平荷载下降经常出现的特征，即到达了极限状态。

这种单桩水平承载的非线性物理性质是随着水平位移化学成分的增大，不仅会和桩周边地基的非线性特性一起从地表面延伸到地基深部产生渐进性破坏，还会相继出现处于稳定性状态桩体向出现塑性铰转化的情况，见图1.1.1-1。

图1.1.1-1单桩桩顶水平荷载-水平位移关系（引自《大韩民国建筑基础结构设计建筑指南》）在桩身结构出现破坏到形成极限状态时，此种破坏情况一般包含条件两种情况：①地基土在桩长范围内产生破坏的情况；②桩头固定时，桩顶和桩身地下部分形成两个塑性铰（桩头自由而地下部分为铰）的状态，并且这两个断面间的地基土也有发生破坏的情况。

总的说来，单桩水平承载力主要是由桩身抗弯能力和桩侧土强度（稳定性）控制。

对于低配筋率灌注桩，通常是由桩身先出现裂缝，随后断裂破坏；此时，单桩水平气压承载力由桩身强度控制。

《工程荷载与可靠度设计原理》课后思考题及复习详解(1)解析

《工程荷载与可靠度设计原理》---课后思考题解答1 荷载与作用1.1 什么是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称，包括直接作用和间接作用。

引起结构产生作用效应的原因有两种，一种是施加于结构上的集中力和分布力，例如结构自重，楼面的人群、家具、设备，作用于桥面的车辆、人群，施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等，它们都是直接施加于结构，称为直接作用。

另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形，例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应，温度变化引起结构约束变形产生的内力效应，由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。

它们都是间接作用于结构，称为间接作用。

“荷载”仅指施加于结构上的直接作用；而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。

1.2 结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类？结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用；按空间位置变异可分为固定作用和自由作用；按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。

1.3 什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值，工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表值：标准值，组合值，频遇值和准永久值。

荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值，其中荷载标准值是荷载的基本代表值，其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。

2 重力2.1 成层土的自重应力如何确定？地面以下深度z处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力，对于均匀土自重应力与深度成正比，对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。

2.2 土压力有哪几种类别？土压力的大小及分布与哪些因素有关？根据挡土墙的移动情况和墙后土体所处应力状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类别。

土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。

高洪梅《基础工程学》基础工程学-第4章连续基础

xy
yx
3P 2
xyz
R5
1 2 3
xy(2R z)
R3
(R
z)2
yz
zy
3P 2
yz2 R5
3Py 2R3
cos2
xz
zx
3P 2
xz2 R5
3Px 2R3
cos2
u
P(1 ) 2E
xz R3
(1
2)
x R(R
z)
v
P(1 ) 2E
yz
R3
(1 2)
均布荷载下
要使地基均匀沉降，基础上的荷载该如何分布？
基础不发生挠曲时
2021/7/22
7
绝对刚性基础
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。假定基础绝对刚性，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持点，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。
2021/7/22
14
3.地基计算模型
弹性半空间地基模型－布辛奈斯克解
x
3P x2z
2
R5
1 2 3
R2 Rz z2 R3(R z)
x2(2R z)
R3(R
z)2
y
3Py2z
2
R5
12 3
R2 Rzz2 R3(Rz)
y2(2Rz)
R3(R
z)2
z
3P 2
z3 R5
3P 2R2
cos3
简化计算方法倒梁法适用条件：假定上部结构是刚性的，柱子之间不存在差异沉降，柱
脚可以作为基础的不动铰支座。梁截面高度大于1/6柱距，以符合地基反力呈直线分布的刚度要求计算思路：以柱脚为基础的固定铰支座，将基础梁视作倒置的多跨连续梁，以地基净反力、柱脚处的弯矩和柱间分布荷载当作基础梁上的荷载求解梁中的内力。

建筑地基基础设计规范_地基承载力概念的理解与应用

专题讨论建筑地基基础设计规范地基承载力概念的理解与应用滕延京(中国建筑科学研究院地基基础研究所,北京 100013)摘要:本文结合建筑地基基础设计规范编制过程讨论和工程应用,谈谈如何正确理解地基承载力概念,以及工程应用中应考虑的的问题。

关键词:地基承载力;规范;勘察;设计中图分类号:TU471文献标识码:AAbstract :Based on the discussions for the compiling of Code for Design of Building Foundation and the geotechnical practices,the concept for the bearing capacity of foundation and its applications in engineering prac -tices are introduced.Key words :bearing capacity of foundation;code;investigation;design 收稿日期:2004-02-17作者简介:滕延京(1949-),男(汉族),黑龙江兰西人,研究员,博士生导师.1 前言地基承载力理论是经典土力学创建以来的重要内容,也是建筑地基基础设计必须满足的设计条件。

如何正确理解地基承载力概念和正确的工程应用,是保证建筑地基基础设计质量的前提条件,下面结合建筑地基基础设计规范编制过程和工程应用,谈谈自己对这个问题的看法。

主要有如下几个问题:(1) 建筑地基基础设计规范中地基承载力设计的原则。

(2)地基承载力评价方法和工程设计取值的正确理解。

(3)上部结构和基础对变形的适应能力对地基承载力设计的影响。

(4)新的建筑结构型式对地基承载力验算的影响。

2建筑地基基础设计规范中地基承载力设计原则(1)关于地基承载力定义的理解建筑地基基础设计规范中对地基承载力特征值作了如下定义:指由荷载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。

基础工程(第二版)2-3地基承载力确定与验算--68页

fd。 fd由地基极限承载力的标准值除以抗力分项系数 R 求
得，或者由抗剪强度指标 c 、的设计值 cd、 d直接代入极
限荷载公式求得。
0S R
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cd
ck
c
；
d
k
15
六、地基承载力的确定方法
(1) 地基承载力的定义
地基承载力是指地基土单位面积上所能承受的荷载，通常把地基土单位面积上所能承受的最大荷载称为极限荷载或极限承载力(kPa)。
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(a) 按现场载荷试验确定地基承载力的方法地基的载荷试验是在现场试坑中设计基底标高处的
天然土层上设置载荷板，浅层平板载荷试验的承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2；试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍，并应保持试验土层的原状结构和天然湿度。根据平板载荷试验所得到的p-s曲线，可分三种情况确定地基承载力：
受水平力较大的建筑物(如挡土墙)，除验算沉降外，还需进行沿地基与基础接触面的滑动、沿地基内部滑动和沿基础边缘倾覆等方面的验算。
地基基础设计应根据使用过程中可能出现的荷载，按设计要求和使用要求，取各自最不利状态分别进行荷载效应组合进行设计，最不利组合和对应的抗力限值如下：
(1) 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础底面上的荷载效应采用正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，抗震设防时，应计入地震效应组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。
(4) 在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合。

钢结构设计规范·基本设计规定·荷载和荷载效应计算

式中Qi——第i楼层的总重力荷载设计值；
ns——框架总层数；当`sqrt(0.2+1//(n_s))＞1`时，取此根号值为1.0；
αy——钢材强度影响系数，其值:Q235钢为1.0；Q345钢为1.l； Q390钢为1.2；Q420钢为1.25。
对无支撑的纯框架结构，当采用二阶弹性分析时，各杆件杆端的弯矩MII。可用下列近似公式进行计算:
Δu——按一阶弹性分析求得的所计算楼层的层间侧移，当确定是否采用二阶弹性分析时，Δu可近似采用层间相对位移的容许值[Δu],[Δu]见本规范附录A第A.2节;
h——所计算楼层的高度。
注: 1当按公式(Байду номын сангаас.2.8)计算的a2i＞1.33时，宜增大框架结构的刚度。
2本条规定不适用一于山形门式刚架或其他类似的结构以及按本规范第9章进行塑性设计的框架结构。
式中MIb——假定框架无侧移时按一阶弹性分析求得的各杆件端弯矩;
MIs——框架各节点侧移时按一阶弹性分析求得的杆件端弯矩;
a2i——考虑二阶效应第i层杆件的侧移弯矩增大系数;
∑N——所计算楼层各柱轴心压力设计值之和;
∑H——产生层间侧移△u的所计算楼层及以.上各层的水平力之和;
3.2.2 计算重级工作制吊车梁(或吊车桁架)及其制动结构的强度、稳定性以及连接(吊车梁或吊车桁架、制动结构、柱相互间的连接)的强度时，应考虑由吊车摆动引起的横向水平力(此水平力不与荷载规范规定的横向水平荷载同时考虑)，作用于每个轮压处的此水平力标准值可由下式进行计算:
[gongshi]`H_k=alphaP_(k,max)`[/gongshi][bianhao]（3.3.2）[/bianhao]

设计模板结构时应考虑的荷载包括

设计模板结构时应考虑的荷载包括设计模板结构时，荷载是一个重要的考虑因素。

荷载是指在工程领域中作用在结构上的各种力、位移和应力。

正确考虑荷载是确保结构的安全、稳定和可靠的关键步骤。

在设计模板结构时，应考虑的荷载包括以下几个方面。

死荷载死荷载是结构自身重量及其固定的附件、装备、设备的重量，也称为静止荷载。

在设计模板结构时，需要考虑结构自身的重量及其附着物的重量对结构的影响。

死荷载一般是由结构的构件自重、墙壁、地板、屋面、装饰材料等组成。

活荷载活荷载是指结构受到的可变荷载，也称为移动荷载。

在设计模板结构时，需要考虑结构所承受的实际使用条件下的活动荷载。

活荷载包括人员、行走、移动设备、风、地震等。

不同场景和用途的结构需要根据相应的标准和规范确定活荷载。

人员荷载人员荷载是指结构中的人员所施加的荷载。

在设计模板结构时，需要考虑建筑的使用目的和人员容量、人员密度以及人员活动特点等因素，从而确定人员荷载。

不同场所和用途的建筑结构对人员荷载的要求也不同。

机动车荷载机动车荷载是指结构所承受的来自车辆质量和运行所产生的力。

在设计模板结构时，需要考虑周边交通情况、道路类型以及车辆类型等因素，从而确定机动车荷载。

结构设计师应根据相应的标准和规范，计算车辆荷载的作用。

风荷载风荷载是指结构受到风力作用的荷载。

在设计模板结构时，需要考虑结构所处地区的气候条件及风力参数，从而确定风荷载。

结构设计师可根据当地的气象数据和风荷载规范，进行风荷载的计算和分析。

温度荷载温度荷载是指结构受到温度变化引起的荷载。

温度荷载可导致结构的热膨胀和收缩，从而引起应力和变形。

在设计模板结构时，需要考虑结构所处地区的气候条件和温度变化范围，从而确定温度荷载。

温度荷载的考虑可避免结构因温度变化引起的问题。

地震荷载地震荷载是指结构受到地震引起的荷载。

地震荷载是设计模板结构中需要非常重视的一种荷载。

在设计模板结构时，需要考虑结构所处地区的地震烈度和区域地震活动性，从而确定地震荷载。

混凝土的强度和变形.试验基础和本构关系

混凝土的强度和变形.试验基础和本构关系混凝土的强度和变形是混凝土介质性质的两个重要方面，对于混凝土结构的设计与施工具有重要意义。

本文将从试验基础和本构关系两方面来阐述混凝土的强度和变形性质。

试验基础混凝土的力学性质可以通过单轴压缩试验、双轴剪切试验、拉伸试验等方式来进行测试。

其中，单轴压缩试验是最为基础也是最常用的一种试验方法。

单轴压缩试验的原理是将混凝土样品放置于压力机中，专门用于进行单轴压缩，通过记录每个阶段的载荷和位移，建立混凝土的应力-应变曲线，此曲线是混凝土力学性质的重要量化表达形式。

另一种常用的试验方法是拉伸试验，其与单轴压缩试验的原理类似，不过是反向加载，通常会使用圆柱试样，主要测量拉伸应变。

在双轴剪切试验中，混凝土试样被切成菱形或矩形，并放置于装有应力传感器的剪切盘上，然后施加水平和垂直挤压力, 进而研究混凝土在双轴剪切下的应力应变关系。

本构关系混凝土的本构关系是表征混凝土力学性质的数学模型。

常用的混凝土本构关系有弹性本构关系、线性本构关系和非线性本构关系等几种。

弹性本构关系是最简单的一种本构关系，它假设混凝土在荷载增加或卸载过程中都保持弹性形态。

即混凝土在弹性阶段逐渐反映应力应变的线性关系，弹性模量E为混凝土在单轴压缩状态下的峰值应力f0除以相应的应变ε0，弹性模量的值一般在10-30 GPa之间。

线性本构关系是一种更加复杂的本构模型，它包括弹性和塑性两个部分，即混凝土在加载到一定应力之后开始发生塑性变形。

这种本构关系的基本特征是，剪切强度和体积强度在整个应变区间内保持不变，并且在一定的应力下，应变达到一定程度后应力就将陡然下降。

线性本构关系是常用的本构关系之一，可用于简单的混凝土结构设计中。

非线性本构关系则是一种更加完整复杂的模型，据此可以实现更准确地计算混凝土的强度和变形性能。

这种模型包括多个塑性分支，在每个塑性分支中都有一个极限应变和一个极限应力，表示了混凝土在塑性阶段内随着应变增加而发生的不同形式的塑性变形。

荷载与结构设计方法

荷载与结构设计方法
荷载是指施加在结构上的外力、外载和自重等作用力。

结构设计方法是根据荷载的特点和要求，综合考虑结构的强度、刚度、稳定性等因素，确定结构的几何形状、材料和连接方式等。

荷载与结构设计方法的关系是，荷载是结构设计的起点和基础，结构设计方法是根据荷载的作用特点和要求，通过分析、计算和优化等手段确定结构的设计方案和参数。

常用的荷载包括活荷载、恒荷载、雪荷载、风荷载、地震荷载等。

结构设计方法包括力学方法、弹性力学方法、极限平衡法、试验方法等。

力学方法是根据结构的受力特点，采用受力平衡、材料强度和变形等基本原理，对结构进行静力和动力分析，确定结构内力、刚度和变形等参数，进而进行结构设计。

弹性力学方法是在力学方法的基础上，考虑结构的材料弹性特性，采用应力应变关系和变形能原理，对结构进行静力和动力分析，确定结构的应力、应变和变形等参数。

极限平衡法是一种经验方法，适用于一些复杂结构的设计，通过对结构的破坏机理和强度要求进行分析，确定结构的安全系数和极限荷载。

试验方法是通过设计和进行承载性能试验，直接观测和测量结构在荷载作用下的受力、变形和破坏等情况，从而验证和修正设计。

综合运用这些荷载和结构设计方法，可以实现结构的合理、安全和经济设计。

3-2 地基基础的设计等级与设计荷载

分级依据：根据地基基础损坏造成建筑物破坏后果的严重程度(危及人的生命、造成经济损失、造成社会影响及修复的可能性) 。

地基基础安全等级:甲级、乙级、丙级，表2-1。

设计基本要求：（1）各级建筑物的地基均应进行承载力计算；（2）甲、乙级建筑物及部分丙级建筑物，除需进行承载力验算外，尚应进行地基变形验算；（3）对经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构，以及建造在斜坡上的建(构)筑物，均应进行稳定性验算。

2. 地基基础安全等级建筑物的安全和正常使用，不仅取决于上部结构的安全储备，更重要的是要求地基基础有一定的安全度。

3. 地基基础设计作用（荷载）的规定作用类型N，T和M，通常由永久作用和可变作用二部分组成。

可变作用：在结构的设计使用期内，其值可变化且变化值与平均值相比有不可忽略的作用。

基本可变作用和特殊作用(或称偶然作用)。

基本可变作用：建筑工程中主要为楼、屋面使用荷载，桥梁工程中包括车辆荷载及其影响力，人群荷载等。

特殊作用：如风力（风荷载）、地震作用等。

特殊作用发生的机会不多，作用的时间很短，故沉降计算只考虑基本可变作用。

但在进行地基的稳定验算时，则要考虑特殊作用。

※受水平力较大的建筑物(如挡土墙)，除验算沉降外，还需进行沿地基与基础接触面滑动、沿地基内部滑动和沿基础边缘倾覆等方面的验算。

永久作用: 长期作用在地基基础上，是引起基础沉降的主要因素。

包括建筑物和基础的自重、固定设备的重量、土压力和正常稳定水位的水压力。

地基基础作用与抗力设计基本原则（最不利组合和对应的抗力限值）：✓(1) 按地基承载力确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的作用效应采用作用的标准组合，抗震设防时，应计入地震效应组合。

相应的抗力应采用地基承载力特征值。

✓(2) 计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。

相应的限值为地基变形允许值。

*沉降需要作用时间，凤荷载和地震作用时间短，对地基沉降影响小。

地基基础和上部结构的关系

地基基础与上部结构的关系一、相互作用地基基础和上部结构共同构成了一个完整的建筑物，它们之间存在相互的力学作用。

地基承受着建筑物所有的重量，并通过土壤传递给基础，再由基础传递至各个柱和墙。

同时，上部结构的自重和外力也会作用在基础上，引起基础的反作用力。

这种相互作用关系要求在设计时充分考虑，确保结构的稳定性。

二、共同工作地基基础和上部结构的共同工作是建筑物稳定性的重要保障。

在设计时，应确保基础和上部结构能够协同工作，共同承受和传递荷载。

通过合理的设计，可以使得基础和上部结构形成一个整体，共同抵抗各种外力和内力，保证建筑物的安全性和稳定性。

三、变形协调地基基础和上部结构之间的变形协调是确保建筑物稳定性的关键。

在设计时，应确保基础和上部结构的变形特征相协调，避免因变形不协调而导致的结构破坏。

通过合理的计算和分析，可以找到基础和上部结构的最佳变形状态，从而确保建筑物的安全性和稳定性。

四、力的传递地基基础和上部结构之间的力的传递是建筑物稳定性的重要保障。

在设计时，应充分考虑力的传递路径和传递方式，确保基础能够有效地将荷载传递给上部结构，同时上部结构也能将荷载有效地传递给基础。

通过合理的计算和分析，可以找到最佳的力的传递方式，从而确保建筑物的安全性和稳定性。

五、抗震性能地基基础和上部结构的抗震性能是建筑物稳定性的重要保障。

在地震等自然灾害发生时，建筑物应能够保持稳定，避免倒塌或严重损坏。

在设计时，应充分考虑地震等自然灾害的影响，通过合理的抗震设计和构造措施，提高建筑物抵抗地震等自然灾害的能力。

六、安全性考虑地基基础和上部结构的安全性是建筑物稳定性的重要保障。

在设计时，应充分考虑各种可能出现的风险因素，如地质条件、环境因素等，并采取相应的措施来降低这些风险因素对建筑物安全性的影响。

同时，还应定期进行建筑物的安全检测和维护，确保建筑物的安全性和稳定性。

七、设计协同地基基础和上部结构的设计协同是确保建筑物稳定性的关键。

模拟施工问题

但是我认为这种方法人为的扩大了竖向构件与水平构件的线刚度比，所以它的计算方式值得探讨。
所以，专家建议：在进行上部结构计算时采用“模拟施工方法1”；在基础计算时，用“模拟施工方法2”的计算结果。这样得出的基础结果比较合理。（高层建筑）
--------------------------------------ABBS
39层的框剪结构，基础梁的断面已很大，裂缝应该可以不考虑了，前提是地下水不能有腐蚀性。
作者: buildhunter 发布日期: 2006-1-12
个人认为模拟施工2在计算基础时还是不可取的！
因为柱子刚度放大了10倍！那么柱子的地震力也就放大了
带来的就是轴压比变大（很多），事实上并没有那么大的轴压比
考虑在模拟施工加载1的基础上，近似考虑基础的不均匀沉降：
（1）假定基础的刚度是均匀的；
（2）竖向构件的轴向刚度放大10倍，间接减小竖向变形差。
特别注意： “模拟施工加载2”在理论上并不严密，是一种经验上的处理方法，但这种经验上的处理，会使地基有不均匀沉降的结构的分析结果更合理，能更好地反映这类结构的实际受力状态。
我的体会：
1。工程概况：39层，140M，框－筒结构地基承载力faK=800KPa,中风化
基，采用梁板式筏基。
2。基础计算用JCCAD计算，几种模型均进行了计算（上部刚度凝聚法、
倒楼盖法、上部结构等代梁法等等）；计算结果差别很大；不同的算法
有些部位相差2－3倍。就同一种算法采用有限元计算时，分格不同（如2M,
由于恒载的特殊性，在2001年4月以前版本的TAT、SATWE软件中有“一次性加载”和“模拟施工加载”计算恒载作用效应的功能，其中“模拟施工加载”方式较好地模拟了在钢筋混凝土结构施工过程中，逐层加载，逐层找平的过程。但这是在“基础嵌固约束”假定前提下的计算结果，未能考虑基础的不均匀沉降对结构构件内力的影响。若结构地基无不均匀沉降，上述分析结果更能较准确地反映结构的实际受力状态，但若结构地基有不均匀沉降，上述分析结果会存在一定的误差，尤其对于框剪结构，外围框架柱受力偏小，而剪力墙核心筒受力偏大，并给基础设计带来一定的困难。为了解决这一问题，2001年4月以后版本的TAT、SATWE软件中增加了一种新的“模拟施工加载”计算方法，将原模拟施工加载的计算方法记作“模拟施工加载1”，将新的模拟施工加载方法称之为“模拟施工加载2”。

荷载的标准值和设计值的关系

荷载的标准值和设计值的关系
荷载的标准值和设计值之间存在着一定的关系。

荷载的标准值是根据工程设计规范和规范中的规定来确定的，其主要是基于工程的特定需求和要求进行计算得出的。

而荷载的设计值是在标准值的基础上进行修正和调整后得出的荷载数值。

标准值是基于设计规范中规定的一系列基本参数和公式进行计算和推导得出的。

这些参数和公式考虑了工程的设计寿命、使用环境、安全系数、结构特点等多个因素。

标准值通常包括静态荷载、动态荷载、风荷载、地震荷载等多种荷载类型。

在计算荷载的设计值时，需要考虑实际工程的具体情况，根据设计规范中的修正系数进行修正和调整。

这些修正系数通常考虑了荷载的变动性、不确定性、可变性等因素。

通过对标准值进行修正得出设计值，以确保工程的安全性和可靠性。

需要强调的是，荷载的标准值和设计值之间的关系是由设计规范和规范中的公式和参数决定的。

具体的计算方法和设计要求可以根据不同的工程和规范而有所不同。

在实际工程设计中，工程师需要根据规范要求和工程实际情况来确定合适的荷载标准值和设计值，以确保工程的安全性和可靠性。