基础工程-连续基础部分(史上最全面)资料

4 kb
4EI
L / 4 短梁（刚性）
/ 4 L (有限长梁)
L 长梁（柔性）
3.4.4基床系数的的确定 1）按预估沉降量计算
k p0 / sm 对于厚度为h的薄压缩地基
sm
zh
/ Es
p 0
h
/ Es
k Es / h
有分层时
k 1/
hi
Esi
❖ 按载荷试验成果确定
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
S p(1 2 ) / E0r
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 b2 ) / l +bIn(l l2 b2 ) / b) p0
3.2 地基基础与上部结构相互作用的概念
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 抗弯刚度很小的基础，随着地基变形任意弯
曲，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。
柔性基础
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”。
刚性基础
3）基础相对地基刚度影 响
基础相对地基的刚度越 强沉降越均匀，但内力 增大，局部软硬变化时， 采用连续基础。 当地基为岩石或压缩性 很低的土层时，优先考 虑采用扩展基础。
现在不能定量判断，只能定性判断。 剪力墙体系和筒体结构 →刚性 排架 → 柔性 地基压缩性低 → 沉降小
考虑三者作用不大，起主导作用是地基。
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。
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，它 挠曲特征、基底反力和截面内力都与地基 基础及上部结构的相对刚度有关。应从三 者相互作用观点出发，采用适当的方法进 行计算。地基模型选择尤为重要。
基底平面
即对于整个基础
n
i i1R1 in Rn ij R j j 1
S1 S2 Sn
11 21
n1
12 22
2n
1n R1
2n
nn
R2
Rn
1 /E ij
2
2[
1
ln
bj
l j 2 b j 2 1 ln l j
0
bj
变关系的非线性等因素。
3.3.3 有限压缩层地基模型
把计算沉降的分层总和法应用于地基上梁和板 的分析，地基沉降等于各计算分层在侧限
条件下压缩量之和。
nc
iБайду номын сангаас t 1
h tij ti Esti
σtij—第i个棱柱体中第t分层由P=1/f引起的竖向附加应力的平均值(取中点)
3.3.4 相互作用基本条件
k p p / s, p为平均反力，s板沉降值 对粘土 k (bp / b)kp
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。 柱 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
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d 4 w 44 w 0
dx 4
w ex (c1 cos x c2Sinx) ex (c3 cos x c4Sinx)
F F C F D 集中力作用下
0
A 2kb
2
F 0
B x
kb
M 0 V 0
x
4 x
2
x
无限长梁
3.4.2有限长梁
3.4.3柔度指数
L — 柔度指数
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。
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
lj
lj
1
(i j)
(xi x j )2 (Yi Y j )2
l j 2 b j 2 ](i j) bj
ij 1 2 / E0
优点：
1）能扩散应力和变形，可以反应临近荷载的 影响。
2）扩散能力超过地基实际情况。 3）计算沉降量和地表的沉降范围较实测大。 未考虑地基成层性，非均质性，土体应力应
力产生大附加应力，围护结构开裂。 砌体结构、框架结构，属敏感结构，基础
沉降会引起较大附加内力。 烟囱、水塔、剪力墙,刚性结构,只发生倾斜、
不会挠曲。
3.2.3 上部结构刚度对基础受力状况影响
绝对刚性上部结构,上部柱可视为铰支座。 完全柔性上部结构,上部不参与工作。 绝大多数建筑介于二者之间。
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。
3.2.2 地基变形对上部结构影响
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。 排架结构、柔性，基础沉降不会对结构内
两个条件
1）静力平衡
外荷载和基底反力作用下满足 F 0
2）变形协调
M 0
挠度=沉降量
Wi Si
3.4 文克勒地基上梁计算
3.4.1 无限长梁的解答
挠曲微分方程式
EI
d 4w dx 4
bP
d 4w
P KS
EI dx4 bkw
d 4w dx 4
kb EI
w
0
柔度特征值
sw
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