基础工程 第3章连续基础部分综述

S p(1 ) / E0 r
2
2）均荷作用下，矩形中心点沉降，可对上式 积分
S 2(1 2 ) / E0 (LIn(b+
l 2 b 2 ) / l +bIn( l
第3章 连续基础部分
本章教学目标
1．了解连续基础的特点。 2．熟悉地基、基础与上部结构相互作用的概 念。 3．熟悉常用地基计算模型。 4．熟悉文克勒地基上梁的计算。 5．掌握常用基础（柱下条形基础、下交叉条 形基础、筏基等）结构设计与计算方法。
3.1 概述
1、连续基础的特点 1）基础底面大，能承受荷载较大，易满足承 载力要求。 2）可加大建筑整体刚度，减小不均匀沉降， 提高抗震性能。 3）箱基或设置了地下室的筏基础，以挖去土 重量补偿建筑的部分重量。
连续基础可看成是地基上的受弯构 件 —— 梁或板。它们的挠曲特征、基底反 力和截面内力分布都与地基、基础以及上 部结构的相对刚度特征有关。因此，应从 三者相互作用的观点出发进行地基上梁或 板的分析与设计。在相互作用分析中，地 基模型的选择是最为重要的。
3.2 地基基础与上部结构相互作用的概念
• 常规设计 上部结构、基础、地基分开考虑 在常规设计法中，通常假设基底反力至线性分布。

刚性基础
3）基础相对地基刚度影响
一般来说．基础的相对 刚度愈强沉降就愈均匀，但 基础的内力将相应增大，故 当地基局部软硬变化较大时 (如石芽型地基)．可以采用 整体刚度较大的连续基础； 而当地基为岩石或压缩性很 低的土层时，宜优先考虑采 用扩展基础．如采用连续基 础，抗弯刚度不宜太大，这 样可以取得较为经济的效果 o
3.2.3 上部结构刚度对基础受力状况影响
绝大多数建筑物的实际刚度介于绝对 刚度和完全柔性之间，目前还难于定量计 算，在实践中往往只能定性地判断其比较 接近哪一种极端情况。 例如: 剪力墙体系和筒体结构的高层建筑是接近绝 对刚性的； 单层排架和静定结构是接近完全柔性的。
这些判断将有助于地基基础的设计工作。
源自文库
上部结构的刚度愈大，其调整不均匀沉降的能力就 愈强。对于采用单独柱基的框架结构，设置基础梁(地 梁)是加大结构刚度、减少不均匀沉降的有效措施之一。 基础刚度愈大，其挠曲愈小，则上部结构的次应力也 愈小。因此，对高压缩性地基上的框架结构，基础刚度 一般宜刚而不宜柔：而对柔性结构，在满足允许沉降值 的前提下，基础刚度宜小不宜大，而且不一定需要采用 连续基础。

简化计算法 → 依据模式
2、下列情况运用 1）地基主要受力层为软土。 2）薄压缩层，h<b/2 3）塑性区较大 4）支承在桩上的连续基础，可以用弹簧体系 代替群桩。
3.3.2 弹性半空间地基模型
1、假定将地基视为均质的线性变形半空间， 用弹性力学求解地基附加应力或位移，地 基上任意点沉降与整个基底反力及相邻荷 载分布有关。 1）作用P时距r表面沉降s为


上部结构刚度：上部结构对基础不均匀沉 降抵抗能力称为上部结构刚度。 分为柔性、敏感性、刚性三类。
柔性结构对基础的不均匀沉降有很大顺从性， 故基础的沉降差不会在主体结构中引起多少附加 应力。 柔性结构的地基变形限制较宽，但仍然不允许 基础出现过量的沉降或沉降差。 敏感性结构对基础间的沉陷差较敏感，很小的沉 降差异就足以引起可观的附加应力，因此，若结构本 身的强度贮备不足，就很容易发生开裂现象。
增大上部结构刚度，将减小基础挠曲和内力。研究表明，框架 结构的刚度随层数增加而增加，但增加的速度逐渐减缓，到达一定 层数后便趋于稳定。即基础分担内力的比例随框架层数的增加而降 低,简单说,就是出现了基础内力向上部结构转移的现象.转移的比 例取决于框架结构、条形基础和地基的相对刚度。增加基础的抗弯 刚度，上部结构的次应力减小。
刚性结构指的是烟囱、水塔、高炉、筒仓这类刚度 很大的高耸结构物．其下常为整体配置的独立基础。当 地基不均匀或在邻近建筑物荷载或地面大面积堆载的影 响下，基础转动倾斜，但几乎不会发生相对挠曲。 体型简单，长高比很小，通常采用框架、剪力墙或 筒体结构的高层，其下配置相对挠曲很小的箱形基础、 桩基或其他深基础，也可做为刚性结构
4）临近荷载影响 受影响一侧沉降加大，引起反力卸载，反 力向基础中部转移。
2. 地基非均质性影响
同样荷载在不同地基上，情况不同。 荷载分布不同，地基相同情况不同，注意 功能布置。
2. 地基非均质性影响
当地基压缩性显著不均匀时，按常规设计法求得的基 础内力可能与实际情况相差很大。
3.2.2 地基变形对上部结构影响
对高压缩性地基土的框架结构，按不考虑相互作用的常规 方法设计，结果常使上部结构偏于不安全，而使柱下条基等连 续基础的设计偏于不经济。
如果地基土的压缩性很低，基础的不均匀沉降很小， 则考虑地基—基础—上部结构三者相互作用的意义就不大。 因此．在相互作用中起主导作用的是地基，其次是基础， 而上部结构则是在压缩性地基上基础整体刚度有限时起重 要作用的因素。
3.3 地基计算模型
进行地基上梁和板分析时，必须解决基地 压力分布和沉降计算问题，它涉及土应力 应变关系，表达这种关系模式称为地基模 型。 3.3.1 文克勒地基模型 1、捷克工程师，提出如下假设。

p=kS
1）把地基划分许多竖直土柱，每条土柱可由 一根弹簧代替。 2）基底反力图形与竖向位移相似，如刚度大 （基础）受荷后基础底面仍保持平面，基 底反力图形按直线规律变化。
3..2.1 地基与基础的相互作用 1、基底反力的分布规律 仅考虑基础本身刚度影响。 1）柔性基础 柔性基础不能扩散应力，因此基底反力分布 与作用于基础上的荷载分布完全一致。 沉降呈碟形，若要使柔性基础的沉降 趋于均匀，就必须增大基础边缘的荷载。
2）刚性基础

抗弯刚度极大，原来是平面的基底，沉降 后依然保持平面。基底反力呈马鞍形。 架越作用：刚性基础能跨越基底中部，将 所承担荷载相对集中地传至基底边缘，这 种现象称基础的“架越作用”。 基础架越作用的强弱取决于基础的相对刚 度、土的压缩性以及基底下塑性区的大小。