基础工程_赵明华_第三章

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1、3.柱下条形基础、筏形和箱形基础1内容提要弹性地基上梁的分析柱下条形基础的常用计算方法筏形基础设计计算方法箱形基础设计计算方法23.1概　述优点：埋深较大、可提高地基承载力、增大基础抗滑稳定性、并可利用补偿作用减小基底附加应力、减轻不均匀沉降、减小上部结构次应力、提供地下空间缺点：技术要求与造价较高、施工中需处理大基坑、深开挖等问题，且箱基的地下空间利用不灵活计算方法：若按常规设计方法（仅满足静力平衡条件），误差较大；应考虑上部结构－基础－地基相互作用，采用适当方法；可仅考虑地基－基础相互作用，采用弹性地基上的梁、板模型计算33.2弹性地基上梁的分析基本假定

2、变形协调：计算前后基底与地基不脱开静力平衡：基础在外荷和基底反力作用下满足静力平衡微分方程及其解答文克尔(Winkler,1867)假定土体表面任一点压力强度p仅与该点竖向位移s成正比k—地基抗力系数或基床系数，kN/m3，可查表1-12及1-13(P.25)图３.１文克勒地基上梁的计算控制方程令通解43.2弹性地基上梁的分析梁的分类短梁(刚性梁)：ll

pll称为柔度指数，为无量纲数分类求解及其解答集中荷载下的无限长梁解答（式3-9）集中力偶作用下的无限长梁解答（式3-19）集中力作用下的半无限长梁解答（

3、式24-27）力偶作用下的半无限长梁解答（式28-31）有限长梁解答短梁（刚性梁）5翼板厚≥200mm，<250mm时等厚；>250mm变厚i≤1.3；柱荷较大时在柱位处加腋；板宽按地基承载力定肋梁高由计算确定，初估可取柱距的1/8～1/4，肋宽由截面抗剪确定两端宜伸出柱边，外伸悬臂长l0宜为边跨柱距的1/4肋梁纵向钢筋按计算确定，顶部纵筋通长配置，底部须有1/3以上通长配置。当肋梁腹板高≥450mm时，应设腰筋箍筋按计算确定，做成封闭式，并局部加密。底板受力筋按计算确定砼强度等级≥C20，垫层为C10，厚70~100mm3.3.1构造要求63.3.2柱下

4、条基的计算计算内容与方法基底尺寸确定：按构造定基长l，按地基承载力定基宽b，并力使基础形心与荷载重心重合，地基反力均匀分布翼板计算：按悬臂板考虑，由抗剪定其厚度，按抗弯配筋梁纵向内力分析：四种方法静定分析法做法：假定基底反力线性分布，求基底净反力pj，按静力平衡求任意截面的V及M并绘图，以此进行抗剪计算及配筋。特点：不考虑基础与上部结构相互作用，整体弯曲下所得截面最大弯矩绝对值一般偏大，故只宜用于上部为柔性结构、且基础自身刚度较大的条基及联合基础73.3.2柱下条基的计算前提：刚性梁，基底反力直线分布按设计要求拟定基础尺寸和荷载；计算基底净反力分布；定计算简

5、图：以柱端为不动铰支的多跨连续梁，基底净反力为荷载；用弯矩分配法计算弯矩分布，根据支座弯矩及荷载，以每跨为隔离体求出支座反力，并绘制剪力分布图；调整及消除支座的不平衡力；叠加逐次计算结果，求最终内力分布按连续梁求内力基底反力分布倒梁法图３.8倒梁法简图83.3.2柱下条基的计算主要缺点：忽略了梁整体弯曲所产生的内力以及柱脚不均匀沉降引起上部结构的次应力，误差较大，且偏于不安全存在问题：计算所得反力Ri与原荷载Ni不相等；由于N与σ已知，故按静定结构也可求出内力，且结果与连续梁不一致；没有考虑地基土和梁的挠曲变形影响，导致软土偏于危险，好土过于安全适用对象：地

6、基比较均匀，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且基础梁接近于刚性梁（梁高大于柱距的1/6）倒梁法93.3.2柱下条基的计算链杆法—弹性半空间地基上梁的简化计算基本思路：将连续支承于地基上的梁简化为用有限个链杆支承的梁，以阶梯形反力逼近实际反力，再将每段分布力用集中力代替。将无数支点的超静定问题变为若干个弹性支座上的连续梁,再用结构力学方法求解。主要特点：应用较广，适用于任何荷载及梁断面变化情况；以阶梯型反力代替连续反力有误差，计算较繁。103.3.2柱下条基的计算有限元法113.3.3柱下十字交叉梁基础的计算将节点荷载分配给两方向的基础梁后分别按单向基础梁

7、计算。节点荷载分配原则：静力平衡、变形协调。常按梁的弹性特征长度S分配节点荷载（不满足变形协调）：中柱和角柱节点：边柱节点：当边柱和角柱节点有一个方向伸出悬臂时，荷载分配应进行调整。交叉点处基底面积计算重复，基底反力偏小，计算结果偏于不安全，可按式(3-73)~(3-74)进行调整。123.4筏形基础定义：是指柱下或墙下连续的平板式或梁板式钢筋砼基础，亦称“片筏基础”或“满堂红基础”特点一般埋深较大，沉降量小面积较大，整体刚度较大，可跨越地下局部软弱层，并调节不均匀沉降适用：上部结构荷载过大、地基土软弱、基底间净距小等情况13形式：平板式、梁板式（下凹或上凸

8、）图３.４片筏基础（a）平板式；（b）（c）梁板式3