第3章连续基础

(4)邻近荷载的影响
基底反力呈现双拱形分布
5.地基非均质性的影响
软 硬 硬
软
(a)
(b)
图 3-5 地 基 压 缩 性 不 均 匀 的 影 响
软 硬 硬
软
软
硬
软 硬
图 3-6 不 均 匀 地 基 上 条 形 基 础 柱 荷 载 分 布 的 影 响
3.2.2 地基变形对上部结构的影响
整个上部结构对基础不均匀沉降或挠曲的抵抗能力，称为 上部结构刚度，或称为整体刚度。根据整体刚度的大小， 可将上部结构分为柔性结构、敏感性结构和刚性结构三类。 以屋架-柱-基础为承重体系的木结构和排架结构是典型的 柔性结构。由于屋架铰接于柱顶，这类结构对基础的不均 匀沉降有很大的顺从性，故基础间的沉降差不会在主体结 构中引起多少附加应力。但是，高压缩性地基上的排架结 构会因柱基不均匀沉降而出现围护结构的开裂，以及其他 结构上和使用功能上的问题（详见2.4.3节）。因此，对这 类结构的地基变形虽然限制较宽，但仍然不允许基础出现 过量的沉降或沉降差。
(a)基 底 网 格 ； （ b） 地 基 计 算 分 层
zi
j
z i-1
这种模型能够较好地反映地基土
i
• 3.3.4相互作用分析的基本条件和常用方法 • 分析中应满足两个基本条件： • ①静力平衡条件 F 0 M 0 • ②变形协调条件。
3.4 文克勒地基上梁的计算
3.4.1 无限长梁的解答
w e
x
C cos x sin x
静力平衡条件：再在O点处紧靠F0 的左、右侧把梁切开，则作用于O 点左右两侧截面上的剪力均等于F0 之半，且指向上方。根据符号规定， 在右侧截面有V=－F0 /2，由此得 C=F0λ/2kb 。 +V F0

1272：复工，经6年，至7层，高48m，再 停工
1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工 1173：动工
原因：
地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土
层，强度较低，变形较大。
21
比萨斜塔
处理措施
1838-1839：挖环形基坑卸载 1933-1935：基坑防水处理
基础环灌浆加固 1990年1月: 封闭 1992年7月：加固塔身，用压重
1.3 本学科发展概况
作为工程技术，基础工程是一项古老的工艺。如前所述， 只要建造建筑物，注定离不开地基和基础。因此，作为一项 工程技术，基础工程的历史源远流长。但过去人们只能依赖 于实践经验的不断积累和能工巧匠的技艺更新来发展这项技 术，囿于当时生产力发展水平，基础工程还未能提炼成为系 统的科学理论。
虎丘塔
24
• 地基土为世界罕见的软弱土，层厚达25m。因此，墨西哥城 艺术宫严重下沉，沉降量竟高达4m。临近的公路下沉2m， 公路路面至艺术宫门前高差达2m。参观者需步下9级台阶， 才能从公路进入艺术宫。这是地基沉降最严重的典型实例。
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墨西哥博物馆不均匀沉降
26
重 庆 武 隆 滑 坡
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地基基础的重要性
钢筋混凝土 扩展基础
柱下条形基础 筏板基础 箱形基础
柱下独立基础 墙下条形基础
桩基础 沉井基础 沉箱基础 地下连续墙基础 组合型深基础
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地基与基础的组合形式： 天然地基上的浅基础；
天然地基上的深基础； 人工地基上的浅基础；人
工地基上的深基础。
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1.2 基础工程的内容
Hale Waihona Puke 基础工程基础工程的设计 基础施工 监测
参考文献
• 华南理工大学等四校，《地基及基础》第三版，中国建筑工业出版社 • 陈希哲编著，《土力学地基基础》第三版，清华大学出版社 • 吴湘兴主编，《建筑地基基础》第一版，华南理工大学出版社 • 周汉荣主编，《土力学地基与基础》第二版，武汉理工大学出版社 • 王成华主编，《基础工程学》第一版，天津大学出版社 • 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 • 《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 • 《高层建筑箱形和筏形基础技术规范》JGJ 6-99 • 《岩土工程勘察规范》 GB50021-2001 • 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

faE= afa ex、 Mx=（ Fk+ Gk）.
二、内力计算
1、简化计算方法
（1〕静定分析法
（2〕倒梁法
2、弹性地基梁法
（1〕对基础宽度不小于可压缩层厚度二倍的薄压 缩层地基，地基的压缩性比较均匀，可按文克勒地 基上梁的解析解。
（2） 对基础宽度不小于可压缩层厚度二倍的薄 压缩层地基，地基的压缩性不均匀，可按文克勒 地基上梁的数值分析法。
由式3-34节点i的竖向位移：
bx，by—分别为x，y方向基础的底面宽度
Sx，Sy —分别为x，y方向基础梁的特征长度
x， y—分别为x，y方向基础梁的柔度特征值 Ix，Iy—分别为x，y方向基础梁的截面惯性矩
根据变形协调条件
将静力平衡条件代入可解得：
对一端外伸的角柱节点
y=0，Zy=4
对无外伸的角柱节点
（2〕工程实测： （3〕物理模拟：根据相似理论推导相似准则
设计模型试验 （4〕数值模拟：将构件离散成有限个单元
数值模拟 （1〕有限元：ANSYS、ADINS、SAP、I-DIASD 等
（2〕有限差分法：FLAC
（3〕边界元： （4〕离散元：
ANSYS简介：
b、相邻柱荷载及柱距变化较大 Fk——作用于筏基上的竖向荷载总和
例题3-1
例题3-2
第六节、柱下条形基础
适用范围： （1〕地基较软弱，承载力低，地基压缩性
不均匀 （2〕荷载分布不均匀，不均匀沉降较大 （3〕上部结构对基础沉降较敏感
一、构造要求
1、为了使 与基础底面形心重合， 基底压力均匀分布， 基础梁的两端应外伸
2、肋梁的高h由计算定，以为柱距的〔1/4~1/8〕l1
3、翼板的高hf由计算定，当200mm<hf<250mm采用等 厚度，当hf>250mm采用宜采用变厚度翼板，i<1:3

xy
yx
3P 2
xyz
R5
1 2 3
xy(2R z)
R3
(R
z)2
yz
zy
3P 2
yz2 R5
3Py 2R3
cos2
xz
zx
3P 2
xz2 R5
3Px 2R3
cos2
u
P(1 ) 2E
xz R3
(1
2)
x R(R
z)
v
P(1 ) 2E
yz
R3
(1 2)
均布荷载下
要使地基均匀沉降，基础 上的荷载该如何分布？
基础不发生挠曲时
2021/7/22
7
绝对刚性基础
刚性基础对荷载的传递和地基的变形要起约束与调整作用。假定基础绝对 刚性，在其上方作用有均布荷载，为适应绝对刚性基础不可弯曲的持点，基 底反力将向两侧边缘集中，强使地基表面变形均匀以适应基础的沉降。
2021/7/22
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3.地基计算模型
弹性半空间地基模型－布辛奈斯克解
x
3P x2z
2
R5
1 2 3
R2 Rz z2 R3(R z)
x2(2R z)
R3(R
z)2
y
3Py2z
2
R5
12 3
R2 Rzz2 R3(Rz)
y2(2Rz)
R3(R
z)2
z
3P 2
z3 R5
3P 2R2
cos3
简化计算方法 倒梁法 适用条件：假定上部结构是刚性的，柱子之间不存在差异沉降，柱
脚可以作为基础的不动铰支座。梁截面高度大于1/6柱距，以符 合地基反力呈直线分布的刚度要求 计算思路：以柱脚为基础的固定铰支座，将基础梁视作倒置的多跨 连续梁，以地基净反力、柱脚处的弯矩和柱间分布荷载当作基 础梁上的荷载求解梁中的内力。