基础工程-柱下条形基础

柱下条形基础、筏形基础 和箱形基础
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柱下条形基础、筏形基础和箱形基础
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连续基础的特点
基础底面大，能承受荷载较大，易满足承载力 要求。
可加大建筑整体刚度，减小不均匀沉降，提高 抗震性能。
箱基或设置了地下室的筏形基础，以挖去土重 量补偿建筑的部分重量。
竖向附加应力的平均值(取中点)
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基础分析方法
不考虑共同作用分析法
将上部结构、基础与地基按静力平衡条件分 割成3独立部分求解
考虑基础－地基共同作用分析法
基础－地基满足变形协调的要求
考虑上部结构－基础－地基共同作用分 析法
三者连接点同时满足静力平衡和变形协调
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。
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地基、基础与上部结构相互作用
地基与基础的相互作用
仅考虑基础本身刚度影响时基底反力的分布规律
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。
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柔性基础
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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。
— 荷载较小
— 荷载较大
— 荷载很大
砂性土地基
变化。
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弹性半空间地基模型
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）作用集中力p时，距作用点r的表面沉降s为
Sp(12)/Er
2）矩形均布荷载作用下，矩形角点沉降为
Spb(12)Ic/E
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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、柔性结构：基础沉降不会对结构内
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、
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柱下条形基础
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适用条件：
地基软弱，承载力较低，荷载较大， 地基压缩不均匀时。
荷载分布不均匀，有可能有不均匀 沉降时。
上部为敏感性建筑。
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构造要求
柱下条基除满足钢筋混凝土独立基础构造要求 外，应满足：
1、采用倒T形截面，由肋梁和翼板组成 2、肋深高度 1/4~1/8柱矩，并满足受剪要求，当柱荷载加大
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柱下条形基础的内力计算
倒梁法 文克尔地基上梁的计算 弹性半空间上梁的简化计算
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倒梁法
假定上部结构为绝 对刚性。柱为条形 基础的铰支座。按 倒置的连续梁计算。
倒梁法适用于上部 结构刚度和基础刚 度都较大，上部结 构荷载分布比较均 匀，且地基土层分 布和土质比较均匀 的情况。
文克尔地基模型：假定地基土表面上任一点处的 变形与该点所承受的压力成正比，而与其它点上 的压力无关：
pi=ksi
k:地基抗力系数（基床系数），kN/m3
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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
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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。
地基模型类别：
线性弹性地基模型 非线性弹性地基模型 弹塑性地基模型
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文克尔地基模型
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即对于整个基础
n
i i1P1 inPn ijPj j1
S1 11 12
S2 Sn
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n1
22 2n
1n P1
2n nn
P2 Pn
s P
柔度矩阵
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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。
时可加腋。
3、梁沿纵向取等截面，梁比柱至少宽出50mm。 4、翼板厚度不小于200mm,200~250时用等厚度 翼板，>250变厚度翼板，其坡度小于等于1:3
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5、端部外伸长度为跨距的0.25倍。
6、梁顶底纵向受力钢筋除应满足计算要求外， 顶部受力钢筋全部贯通，底面通长钢筋面积不 少于底面受力钢筋总面积的1/3。（可能出现 整体弯曲，内力分析不准）
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 应变关系的非线性等因素。
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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。
m
ij
t 1
h zijt it Esit
z ijt —第i个棱柱体中第t分层由p引起的
接近弹性解
马鞍型
倒钟型
粘性土地基
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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。
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地基非均质的影响
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
不会挠曲。
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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。
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。