§3—10 地基基础与上部结构的共同工作知识分享

⒉ 上部结构的刚度又调节着地基的变形，刚度增大，调节 能力也增大。
⒊ 为减少不均匀沉降，可加强上部结构刚度（抵抗）；为 减少上部结构附加应力，可采用刚度小的不敏感性结构（适 应）。为减少地基的过大变形或不均匀变形，可进行地基处 理（改造）。
三、上部结构与基础的共同作用
对于同一地基和基础，上部结构刚度不同将使基础受力 发生变化。举例说明：
定时，地基土愈软弱，基础的相对挠曲和内力就越大，相 应对上部结构产生的附加应力就愈大。如图所示：
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地基刚度对基础的影响
⒉ 地基压缩性不均匀对基础的影响
地基的不均匀性对基础的影响
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⒊ 基础刚度对地基反力的影响 基础将上部结构的荷载传递给地基，并通过自身的刚度，
对上调整上部结构荷载，对下约束地基变形，使上部结构、 基础和地基形成一个共同受力，变形协调的整体，因而基础 起承上启下的关键作用。
四、地基与基础的共同作用
⒈ 地基刚度对基础的影响
地基刚度——地基抵抗变形的能力，即地基的软硬或压缩性。
若地基是绝对刚性的（不可压缩），则基础不会产生挠 曲，上部结构也不会因基础不均匀沉降而产生附加应力，这 时，共同工作的相互影响很弱。
通常地基土都有一定压缩性，在上部结构和基础刚度一
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基础和上部结构
上部结构 基础
地基
上部结构 刚度
基础刚度
叠加
的挠曲和内力
结构
总刚度
分 析 地基刚度百度文库
力学
作用后的 基底反力 分布曲线
土力学
关键：求解共同作用后的基底反力分布曲线。 地基变形
困难：选择正确的地基模型。
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F
上部结构
G 基础
d
P 地基
1
F
F+G
上部 结构
基础
地基
附加应力 变形
不均匀变形
刚度较大 框架结构
敏感性大
不均匀沉降
引起较大 附加应力 甚至开裂
排架结构 刚度较小 附加应力
敏感性小
较小
结论：三者相互作用的效果主要取决于它们的刚度。
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二、地基变形和上部结构的相互作用
⒈ 地基变形使上部结构产生附加内力，并随其刚度的增大 而增大；
强度有限 边缘破坏 应力转移
无粘性土 埋深很浅 边缘不受荷
基 础 刚 度 对 于 基 底 反 力 的 影 响
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1.完全柔性基础
2.完全刚性基础
一定程度挠曲 3.一般弹性基础
相应变形 （有限刚性体）
五、地基、基础和上部结构的共同作用
基底反力分布曲线的形状决定于基础与地基的相对刚
度。
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(a)结构绝对刚性
(b)结构完全柔性
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上述为两种极端情况，在实际工程中，大多数建筑的结 构刚度介于绝对刚性和完全柔性之间。而且随着上部结构刚 度的增加，基础挠曲和内力将减少，与此同时，上部结构因 柱端的位移而产生次生应力。
这些判断有助于地基基础的设计。如：单层排架结构基 础就可适当放宽变形。
§3—10 地基基础与上部结构的共同工作
• 一、共同工作的基本概念
• 地基、基础和上部结构三者组成一个 完整的体系，在接触处既传递荷载， 又相互约束和相互作用，即三者是共 同工作的。
• 地基、基础和上部结构原来彼此接触 或连结的部位，变形后仍应保持接触 或连结，即在接触或连结点上，要满 足变形协调条件，这就是共同工作的 基本概念。
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荷载均匀分布
地基凹曲变形 （地基反力均布）
抛物线形分布
地基均匀沉降 （反力抛物线形）
基础刚度的影响:
完全柔性基础（不能调整或约束地基变形）
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均布荷载
绝对刚性 （两侧集中） 完全弹性
荷载增加 边缘剪坏 应力转移
马鞍形
钟形
抛物线
绝对刚性基础下土性的影响
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