重庆大学基础工程第3章连续基础
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第3章 连续基础
重庆大学基础工程第3章连续基础
本章主要内容
地基、基础与上部结构相互工作概念、柱下条形 基础设计、文克尔地基上梁的计算模型与应用
• 要求
• 1、了解连续基础的特点 • 2、掌握柱下条形基础的设计方法 • 3、从共同工作概念出发，了解文克尔地基模
型假设的条件及模型的应用 • 4、了解筏板基础、箱形基础的内力计算方法 • 5、理解补偿性设计概念
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基、基础与上部结构相互作用的概念
共同作用主要体现在以下三个方面 1 、地基与基础的相互作用 2、地基变形对上部结构的影响 3、上部结构对基础受力状况的影响
上部结构
基础
地基
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基、基础与上部结构相互作用的概念
2. 地基与基础的相互作用
忽略上部结 构的影响
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基与基础的相互作用
地基反力的分布不仅取决于基础 的相对刚度，还取决于地基土的压缩 性及基底下塑性区开展的大小。相对 刚度较大的基础，当地基土中塑性区 很小时，基础的“架越作用”很明显； 随着土中塑性区的扩大，基础压力趋 于均匀。而在岩石地基上相对刚度很 小的基础，基础底反力则呈现集中的 现象。
重庆大学基础工程第3章连续基础
上部结构刚度对基础受力状况的影响
结论
• 1、上部结构刚度对基础受力有约束作用。 • 2、应适度增大上部结构刚度，以减少基础挠
曲及内力，调整地基变形。 • 3、在软土地基上，当基础整体刚度有限时，
加强上部结构刚度才有效。
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基、基础与上部结构相互作用的概念
重庆大学基础工程第3章连续基础
§3.1 概述
柱下条形基础、柱下交叉条形基础、 筏板基础、箱形基础统称为连续基础。 一般可以看成地基上的受弯构件 -----梁或板,故又称为梁板基础。
重庆大学基础工程第3章连续基础
1. 连续基础与扩展基础的比较
基础类型的比较 扩展基础
柱下单独基础 墙下单独基础 墙下条形基础
1)基础刚度对基底反力的影响
抗弯刚度很小的柔性基础 两种极端情况：
抗弯刚度很大的刚性基础
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基与基础的相互作用 柔性基础
特点： 基础刚度小，基础可随地基变形而弯曲；
基底反力与作用在基础上荷载分布一致。
由此可见： 缺乏刚度的基础，由于无力调整基底的不均匀沉
降，不能使传至基底的荷载改变其原来的分布。
重庆大学基础工程第3章连续基础
§3.2 地基、基础与上部结构相互作用的概念
1. 基本概念
定义： 所谓共同工作是指地基、基础与上部结构应同时
满足静力平衡和变形协调两方面的条件。
涉及的问题：
1) 关于地基容许变形值的问题；（根据实际建筑物在不同 地基上长期沉降观测资料）
2) 连续（梁板式）基础的内力计算问题； 3) 减轻不均匀沉降危害的措施问题。
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基与基础的相互作用
刚性基础
பைடு நூலகம்
特点：
基础刚度大，受荷后不挠曲； 基底反力向两侧边缘集中。
基础的架越作 用——基础能 跨越基底中部, 将所承担的荷 载相对集中地 传递到基底边 缘的现象。
由此可见：
具有刚度的基础，对荷载的传递和地基的变形有 约束和调整作用，即有抵抗基础挠曲并调整基底 沉降趋于均匀的能力，使基底压力向边缘转移。
• 3、对地基软弱不均（如石芽地基），可采用连 续基础；岩石或压缩性很低的地基，宜优先采用 扩展基础。
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基、基础与上部结构相互作用的概念 ２. 上部结构刚度对基础受力的影响
上部结构刚度： 是指整个上部结构对基础挠 曲和不均匀沉降的抵抗能力。
两种绝对情况：
完全柔性的结构 绝对刚性的结构
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基与基础的相互作用
2) 地基非均匀性对基础内力的影响
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基与基础的相互作用
结论及建议
• 1、基础架越作用的强弱，取决于基础相对刚度、 土的压缩性及基底塑性区的大小。
• 2、加强基础刚度可以调整或减少不均匀沉降， 但应注意同时会使基础内力加大，故基础方案应 作综合考虑。
柱下条形基础
连续基础
柱下交叉基础 筏板基础
箱形基础 重庆大学基础工程第3章连续基础
连续基础
设计计算的比较 相同之处
基础埋深的选择 地基承载力的确定 地基计算 基础结构计算
不同之处
基底反力的计算 基础内力的计算
重庆大学基础工程第3章连续基础
连续基础
基底反力计算的比较
扩展基础 连续基础
3. 地基变形对上部结构的影响
1) 柔性结构对地基变形有很大的顺从性，基础不均匀沉降 不会在上部结构中产生大的次应力，但仍应注意高压缩 性地基上的排架结构受地基不均匀变形的其他影响； 2) 敏感性结构在地基不均匀变形时会产生较大的次应力，
除此之外，对多层多跨的框架结构，还会引起柱荷载重 分配现象，一般中内柱卸载，边柱荷载增加，且随上部 结构刚度增大而加剧； 3) 刚性结构在地基不均匀变形时几乎不引起次应力，但应 注意由此造成的倾斜及过量沉降问题。
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基变形对上部结构的影响
结论及建议
• 1. 上部结构对地基变形有一定的调整作用，地基 变形使上部结构产生附加应力；
• 2. 柔性结构，在满足允许沉降值前提下，基础高 度宜小不宜大，最适合采用常规设计方法；
• 3. 敏感性结构，宜采用刚度大的基础，这样可以 减少上部结构的附加应力；
重庆大学基础工程第3章连续基础
上部结构刚度对基础受力状况的影响
绝对刚性结构
地基变形时不能挠曲，基础只能均匀 下沉或转动倾斜，亦不会在上部结构中 产生次应力。基础内力分布比较均匀。
完全柔性结构
对地基变形有很大的顺从性，地基变 形与基础弯矩图呈同一趋势。 上部结构 不参与工作， 基础内力分布不均匀。
以柱下条形 基础为例
按直线分布假定计算 按直线分布假定计算 按弹性地基上的梁板理论计算
考虑地基基础的共同工作
重庆大学基础工程第3章连续基础
连续基础 2. 连续基础的特点
1) 具有较大的基底面积，易于满足地基承载力 的要求；
2) 具有较好的连续性，可增强建筑物的整体刚 度，有利于减小不均匀沉降及提高抗震性能；
3) 箱形基础和有地下室的筏板基础，具有补偿 性，可有效提高地基承载力。
重庆大学基础工程第3章连续基础
本章主要内容
地基、基础与上部结构相互工作概念、柱下条形 基础设计、文克尔地基上梁的计算模型与应用
• 要求
• 1、了解连续基础的特点 • 2、掌握柱下条形基础的设计方法 • 3、从共同工作概念出发，了解文克尔地基模
型假设的条件及模型的应用 • 4、了解筏板基础、箱形基础的内力计算方法 • 5、理解补偿性设计概念
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基、基础与上部结构相互作用的概念
共同作用主要体现在以下三个方面 1 、地基与基础的相互作用 2、地基变形对上部结构的影响 3、上部结构对基础受力状况的影响
上部结构
基础
地基
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基、基础与上部结构相互作用的概念
2. 地基与基础的相互作用
忽略上部结 构的影响
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基与基础的相互作用
地基反力的分布不仅取决于基础 的相对刚度，还取决于地基土的压缩 性及基底下塑性区开展的大小。相对 刚度较大的基础，当地基土中塑性区 很小时，基础的“架越作用”很明显； 随着土中塑性区的扩大，基础压力趋 于均匀。而在岩石地基上相对刚度很 小的基础，基础底反力则呈现集中的 现象。
重庆大学基础工程第3章连续基础
上部结构刚度对基础受力状况的影响
结论
• 1、上部结构刚度对基础受力有约束作用。 • 2、应适度增大上部结构刚度，以减少基础挠
曲及内力，调整地基变形。 • 3、在软土地基上，当基础整体刚度有限时，
加强上部结构刚度才有效。
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基、基础与上部结构相互作用的概念
重庆大学基础工程第3章连续基础
§3.1 概述
柱下条形基础、柱下交叉条形基础、 筏板基础、箱形基础统称为连续基础。 一般可以看成地基上的受弯构件 -----梁或板,故又称为梁板基础。
重庆大学基础工程第3章连续基础
1. 连续基础与扩展基础的比较
基础类型的比较 扩展基础
柱下单独基础 墙下单独基础 墙下条形基础
1)基础刚度对基底反力的影响
抗弯刚度很小的柔性基础 两种极端情况：
抗弯刚度很大的刚性基础
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基与基础的相互作用 柔性基础
特点： 基础刚度小，基础可随地基变形而弯曲；
基底反力与作用在基础上荷载分布一致。
由此可见： 缺乏刚度的基础，由于无力调整基底的不均匀沉
降，不能使传至基底的荷载改变其原来的分布。
重庆大学基础工程第3章连续基础
§3.2 地基、基础与上部结构相互作用的概念
1. 基本概念
定义： 所谓共同工作是指地基、基础与上部结构应同时
满足静力平衡和变形协调两方面的条件。
涉及的问题：
1) 关于地基容许变形值的问题；（根据实际建筑物在不同 地基上长期沉降观测资料）
2) 连续（梁板式）基础的内力计算问题； 3) 减轻不均匀沉降危害的措施问题。
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基与基础的相互作用
刚性基础
பைடு நூலகம்
特点：
基础刚度大，受荷后不挠曲； 基底反力向两侧边缘集中。
基础的架越作 用——基础能 跨越基底中部, 将所承担的荷 载相对集中地 传递到基底边 缘的现象。
由此可见：
具有刚度的基础，对荷载的传递和地基的变形有 约束和调整作用，即有抵抗基础挠曲并调整基底 沉降趋于均匀的能力，使基底压力向边缘转移。
• 3、对地基软弱不均（如石芽地基），可采用连 续基础；岩石或压缩性很低的地基，宜优先采用 扩展基础。
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基、基础与上部结构相互作用的概念 ２. 上部结构刚度对基础受力的影响
上部结构刚度： 是指整个上部结构对基础挠 曲和不均匀沉降的抵抗能力。
两种绝对情况：
完全柔性的结构 绝对刚性的结构
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基与基础的相互作用
2) 地基非均匀性对基础内力的影响
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基与基础的相互作用
结论及建议
• 1、基础架越作用的强弱，取决于基础相对刚度、 土的压缩性及基底塑性区的大小。
• 2、加强基础刚度可以调整或减少不均匀沉降， 但应注意同时会使基础内力加大，故基础方案应 作综合考虑。
柱下条形基础
连续基础
柱下交叉基础 筏板基础
箱形基础 重庆大学基础工程第3章连续基础
连续基础
设计计算的比较 相同之处
基础埋深的选择 地基承载力的确定 地基计算 基础结构计算
不同之处
基底反力的计算 基础内力的计算
重庆大学基础工程第3章连续基础
连续基础
基底反力计算的比较
扩展基础 连续基础
3. 地基变形对上部结构的影响
1) 柔性结构对地基变形有很大的顺从性，基础不均匀沉降 不会在上部结构中产生大的次应力，但仍应注意高压缩 性地基上的排架结构受地基不均匀变形的其他影响； 2) 敏感性结构在地基不均匀变形时会产生较大的次应力，
除此之外，对多层多跨的框架结构，还会引起柱荷载重 分配现象，一般中内柱卸载，边柱荷载增加，且随上部 结构刚度增大而加剧； 3) 刚性结构在地基不均匀变形时几乎不引起次应力，但应 注意由此造成的倾斜及过量沉降问题。
重庆大学基础工程第3章连续基础
地基变形对上部结构的影响
结论及建议
• 1. 上部结构对地基变形有一定的调整作用，地基 变形使上部结构产生附加应力；
• 2. 柔性结构，在满足允许沉降值前提下，基础高 度宜小不宜大，最适合采用常规设计方法；
• 3. 敏感性结构，宜采用刚度大的基础，这样可以 减少上部结构的附加应力；
重庆大学基础工程第3章连续基础
上部结构刚度对基础受力状况的影响
绝对刚性结构
地基变形时不能挠曲，基础只能均匀 下沉或转动倾斜，亦不会在上部结构中 产生次应力。基础内力分布比较均匀。
完全柔性结构
对地基变形有很大的顺从性，地基变 形与基础弯矩图呈同一趋势。 上部结构 不参与工作， 基础内力分布不均匀。
以柱下条形 基础为例
按直线分布假定计算 按直线分布假定计算 按弹性地基上的梁板理论计算
考虑地基基础的共同工作
重庆大学基础工程第3章连续基础
连续基础 2. 连续基础的特点
1) 具有较大的基底面积，易于满足地基承载力 的要求；
2) 具有较好的连续性，可增强建筑物的整体刚 度，有利于减小不均匀沉降及提高抗震性能；
3) 箱形基础和有地下室的筏板基础，具有补偿 性，可有效提高地基承载力。