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基础工程-第4章.ppt

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第四章 柱下条形基础、筏形和箱形基础,4.1 概 述,3类基础的优缺点与适用范围,与柱下独立基础相比,柱下条形基础、筏形基础和箱形基础具有更好的整体性、更高的承载力和更强的调节地基基础变形的能力。筏形基础和箱形基础还可结合考虑地下空间的开发利用。然而这3类基础的设计较为复杂,施工难度相对较大,造价也相对较高。,3类基础适用于规模大、层数多、结构和地基条件较为复杂的工程。,4.2 地基、基础与上部结构的共同作用,共同作用:上部结构—基础—地基共同受力变形。,计 算:应满足平衡条件和相互之间的变形协调条件。,刚性及扩展基础的计算特点:,上部结构、基础、地基彼此分开计算,,,结构、基础、地基,结构、基础+地基,结构+基础+地基,4.3 地基模型,考虑地基、基础和上部结构共同作用的关键是确定地基模型。所谓地基模型是指地基表面的压力与地基表面的沉降之间的关系。目前使用的地基模型主要是线性模型。下面介绍3类有代表性的线性模型,其中主要是Winkler地基模型。,一、文克勒地基模型,特点:一点的变形只与该点的力有关。,适应范围:软弱且较薄的压缩层。,Winkler 地基模型与真实地基的比较,二、弹性半无限空间地基模型,,由Boussinesq解:,,适应范围:均匀且强度较高的地基。,三、分层地基模型,原理:把地基当成侧限条件下有限深度的压缩土层,以分层总和法为基础,建立地基压缩层变形与地基作用荷载的关系。,角点法 (i=j),4.4 文克勒地基上梁的分析,一、弹性地基梁的挠曲微分方程及解答,,,弹性地基梁的特征系数,综合反映了梁土体系抵抗变形的能力,单位为m-1。,梁的特征长度,,二、弹性地基梁计算,◇集中荷载作用下的无限长梁,边界条件:,注意:,多个 集中荷载作用下,叠加法,,,,短梁(刚性梁),有限长梁,无限长梁,梁的柔度指数,半无限长梁,F0作用于梁端,◇集中力偶作用下的无限长梁,边界条件:,◇集中力作用下的半无限长梁,边界条件:,◇集中力偶作用下的半无限长梁,边界条件:,集中力作用下,集中力偶作用下,◇ 有限长梁,◇短 梁,叠加法,基底反力线性分布,例 题,,4.5 柱下条形基础,一、柱下条形基础的构造,翼板厚度,肋梁高度,条基外伸悬臂长度,条基配筋(肋梁、底板),条基混凝土强度等级,二、柱下条形基础的计算,◇基础底面尺寸确定,长度由构造要求确定, 宽度由地基承载力要求确定。,◇翼板的计算,翼板可视为肋梁两侧的悬臂,由第3章的公式计算肋梁根部的剪力和弯矩,然后按斜截面的抗剪强度确定翼板厚度并由肋梁根部的弯矩M计算翼板内的横向配筋。横向钢筋通常布置在下层。,◇纵向内力计算,(1) 静定法,适于上部为柔性结构,基础本身刚度较大。,弯矩值偏大。,(2) 倒梁法,倒梁法把柱脚视为条形基础的支座,支座间不存在相对竖向位移,并假定基底净反力呈线性分布,且柱作用于基础的荷载已求出,于是可按倒置的普通连续梁计算梁沿纵向的内力(图3-8),例如采用力矩分配法、力法、位移法等。,修正:,边跨支座 :,中间支座:,适于上部结构刚度很大,柱间沉降差异很小。,弯矩偏小。,三、柱下十字交叉梁基础的计算,◇荷载分配原则,弯矩:直接加于相应方向的基础梁,不做分配,不考虑基础梁承受的扭矩。,竖向荷载:分配原则须满足两个条件。,静力平衡条件,变形协调条件,◇节点荷载的初步分配,为简化计算,一般采用Winkler地基模型,并略去其他节点的荷载对本结点挠度的影响。,◇节点荷载分配的调整,上述计算时,基础交叉处的基底面积被重复计算了一次,结果使计算的地基反力减小,故分配后的节点荷载还需进行调整,其方法如下:,调整前的地基平均反力,基底反力增量,调整后的地基平均反力,将基底反力增量按节点分配荷载和节点荷载的比例折算成分配荷载增量,调整后节点荷载在x、y两向的分配荷载分别为,4.6 筏形与箱形基础设计简介,一、概述,平板式筏基 梁板式筏基,箱形基础,二、地基计算,◇地基承载力验算,不考虑地震作用,考虑地震作用,◇地基沉降计算,筏、箱基础,一般浅基,方法1-采用压缩模量,方法2-采用变形模量,计算荷载-基底平均压力 地基模量-变形模量 压缩层深度-箱基筏基规范经验公式,非地震区,地震区,保证建筑物的稳定和正常使用 不会造成人们的心理恐慌,◇横向倾斜计算,三、内力计算,◇筏形基础内力计算,刚性板法 弹性板法,◇箱形基础内力计算,
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