基礎工程 連續(xù)基礎

1、Foundation Engineering 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 柱下條形基礎柱下條形基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 柱下十字交叉基礎柱下十字交叉基礎 雙向柱下雙向柱下條形基礎條形基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 筏形（筏板）基礎筏形（筏板）基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 底板底板 外墻外墻 內墻內墻 箱形基礎箱形基礎 頂板頂板 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 補償性基礎補償性基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 地基地基 基礎基礎上部結構上部結構 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 柔性基礎柔性基礎 剛性基礎剛性基礎 基礎抗彎剛度較小，基礎隨地基變 形而任意彎曲。 基礎抗

2、彎剛度較大，基礎底面不隨 地基變形而變化，保持平面。 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 架越作用取決于基礎相對剛度、土的壓縮性及基底塑性區(qū)大小架越作用取決于基礎相對剛度、土的壓縮性及基底塑性區(qū)大小 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 柔性結構柔性結構敏感性結構敏感性結構剛性結構剛性結構 結構對不均勻 沉降有較大的 順從性 不均勻沉降會 引起結構內較 大的附加應力 不均勻沉降會 引起基礎的轉 動傾斜 木結構木結構 排架結構排架結構 砌體結構砌體結構 框架結構框架結構 高聳結構物高聳結構物 煙囪、水塔等煙囪、水塔等 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎

3、 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 地基地基 基礎基礎上部結構上部結構 基礎相對剛度 土的壓縮性 上部結構剛度 不均勻沉降 上部結構與基礎的相對剛度 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 線性彈性計算模型線性彈性計算模型 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 p=ks 不考慮土體的不考慮土體的 剪應力剪應力 地基變形僅限地基變形僅限 于基底范圍內于基底范圍內 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 y z x o P x y z r R M rE P s 0 2 1 布辛奈斯克解： 計算鄰近荷載引起的沉降計算鄰近荷載引起的沉降 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 0 2222 0 2 lnln 12 p b bll b l

4、blb l E s dxdypdF 0 p0 b l z x y O z M 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 n j jij nniniii R fpfpfp 1 222111 jji fpR 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 nnnn n n R R R s s s 2 1 111 212121 11211 2 1 Rs ji yyxx ji b bll ll blb b E jiji j jjj jj jjj j ij 22 2222 0 2 1 ln 1 ln 1 2 1 地基柔度矩陣地基柔度矩陣 簡化計算 基底壓力基底壓力 鄰近荷載鄰近荷載 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 c n t sti titij ij E h

5、 1 Rs 柔度矩陣按分層總和法計算柔度矩陣按分層總和法計算 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 00MF is sw 基礎底面任一點的撓度基礎底面任一點的撓度 該點的地基沉降該點的地基沉降 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 不考慮不考慮地基地基-基礎基礎-上部結構上部結構的相互作用的相互作用 考慮考慮地基地基-基礎基礎的相互作用的相互作用 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 假定柱端為固定支座，基礎只產生局部彎假定柱端為固定支座，基礎只產生局部彎 曲，適用于上部結構整體剛度很大的情況曲，適用于上部結構整體剛度很大的情況 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 梁的撓曲微分方程梁的撓曲微分方程文克勒地基模型文克勒地基模型 無限長

6、梁的位移和內力解答無限長梁的位移和內力解答 有限長梁的位移和內力解答有限長梁的位移和內力解答 附加荷載附加荷載邊界條件邊界條件 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 M dx d EI 2 2 V dx dM qbp dx dV qbp dx dV dx Md dx d EI 2 2 4 4 p=kss=w bkw dx d EI 4 4 (q=0) 4 4EI kb 04 4 4 4 w dx d 柔度特征值柔度特征值 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 xCxCexCxCew xx sincossincos 4321 疊加原理疊加原理 邊界條件邊界條件 內力與位移分布特征內力與位移分布特征 解得微分方程的通解為：解得微

7、分方程的通解為： C1C4為積分常數，可按荷載類型由已知條件確定為積分常數，可按荷載類型由已知條件確定 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 xxCew x sincos xxe kb F w x sincos 2 0 x A kb F w 2 0 xCxCew x sincos 43 x B kb F 2 2 0 x C F M 4 0 x D F V 2 0 0wx C1=C2=0 0dxdw C3 =C4=C 2 0 FV kbFC2 0 Ax、Bx、Cx、Dx均為均為 x的函數，可查表的函數，可查表3-1。 0 x 求導求導 右側右側 右側右側 原點在荷載作用處原點在荷載作用處 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎

8、xCew x sin 4 xe kb M w x sin 2 0 x B kb M w 2 0 xCxCew x sincos 43 x C kb M 3 0 x D M M 2 0 x A M V 2 0 0wx C1=C2=0 C3=0 2 0 MM kbMC 2 04 x = 0 w = 0 求導求導 右側右側 右側右側 Ax、Bx、Cx、Dx均為均為 x的函數，可查表的函數，可查表3-1。 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 c c b b a a a a d D M C F D M C F M 2424 c c b b a a a a d A M D F A M D F V 2222 3 連續(xù)基礎

9、連續(xù)基礎 梁的邊界條件力梁的邊界條件力 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 l的函數的函數 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 p=ksk=p/s k=p0/sm k=Es/h k=1/（hi /Esi） 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 k=（bp/b）kp國外按太沙基法國外按太沙基法 例題例題3-1、3-2 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 計算交叉條基柱荷載分配時計算交叉條基柱荷載分配時 會采用此公式會采用此公式 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 局部彎曲局部彎曲 局部彎曲局部彎曲 整體彎曲整體彎曲

10、 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 文克勒地基上梁的特征長度文克勒地基上梁的特征長度 條形基礎條形基礎 高度應不高度應不 小于小于 lm/6 靜定梁法靜定梁法 倒梁法倒梁法 適用于上部結構剛度很小時適用于上部結構剛度很小時 適用于上部結構剛度較好，荷載分布和適用于上部結構剛度較好，荷載分布和 柱距較均勻（柱距較均勻（20%），基礎梁高），基礎梁高 lm/6 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 發(fā)生整體彎曲，計算彎矩偏大發(fā)生整體彎曲，計算彎矩偏大 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 當條形基礎的相對剛度較當條形基礎的相對剛度較 大時，由于基礎的架越作大時，由于基礎的架越作 用，兩端邊跨的基底反力用，兩端邊跨的基底反力 會增大，故兩邊跨

11、的跨中會增大，故兩邊跨的跨中 彎矩及第一內支座的彎矩彎矩及第一內支座的彎矩 宜乘以宜乘以1.2倍的增大系數。倍的增大系數。 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 確定基礎底面尺寸確定基礎底面尺寸 基礎底板計算基礎底板計算 基礎梁內力計算基礎梁內力計算 軸心荷載：軸心荷載： 靜定梁法和倒梁法靜定梁法和倒梁法 基底凈反力基底凈反力 內力計算內力計算 ldf GF b a wkk 20 a kwkkk f bl M lb GGF p2 . 1 6 2 max a kwkkk f bl M lb GGF p2 . 1 6 2 max 2 min max 6 l M l F bp j j 偏心荷載：按上式初定并增大，且

12、滿足偏心荷載：按上式初定并增大，且滿足 與墻下鋼筋砼條形基礎相同與墻下鋼筋砼條形基礎相同 配筋計算配筋計算與砼與砼T形截面梁相仿形截面梁相仿 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 調整不均勻沉降調整不均勻沉降 適用于軟弱地基上柱距較小的適用于軟弱地基上柱距較小的 框架結構框架結構 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 靜力平衡條件靜力平衡條件 變形協調條件變形協調條件 分配后的荷載之和等于該結點上的總荷載分配后的荷載之和等于該結點上的總荷載 縱、橫基礎梁在交叉結點處的位移相等縱、橫基礎梁在交叉結點處的位移相等 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 構造上

13、采取抗扭措施構造上采取抗扭措施 iyixi FFF iyix ww 角柱角柱 邊柱邊柱 內柱內柱 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 圖中標注的圖中標注的x，y為外伸量（坐標軸除外）為外伸量（坐標軸除外） 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 可分為角柱、邊柱和內柱三類情況進行分別計算可分為角柱、邊柱和內柱三類情況進行分別計算 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 X = 0 時，時，Zx=4（無外伸）（無外伸） x時，時，Zx=1（無限長）（無限長） 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 x x Z kbS F w 2 0 0 xxxeZ x x sincos2cos211 22 其中其中 x xx ix ix Z Skb F w 2 y yy iy

14、iy Z Skb F w 2 其中其中4 41 x x x x kb EI S xxxeZ xxx x x x sincos2cos211 22 Sy、Zy同理同理 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 同理，可得到邊柱和內柱兩類情況的結點荷載分配計算公式同理，可得到邊柱和內柱兩類情況的結點荷載分配計算公式 iyix ww yy iyy xx ixx Sb FZ Sb FZ iyixi FFF i yyxxxy xxy ix F SbZSbZ SbZ F i yyxxxy yyx iy F SbZSbZ SbZ F 對單方向外伸角柱結點：對單方向外伸角柱結點：y=0，Zy=4 或或 x=0，Zx=4 對于無外

15、伸的角柱結點：對于無外伸的角柱結點：x=y=0，Zx=Zy=4 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 ji i ix ixixixix pA F F FFFF ji i iy iyiyiyiy pA F F FFFF i A yxb b yxb b 2 1 0 全外伸交叉型 半外伸交叉型 不外伸交叉型 例題例題3-5 結點下的重疊 計算面積 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 ak fp A W e1 .0 0 min k p g T H b 100 ak fp2 . 1 max 抗震要求：零應力 區(qū)面積 高層建筑箱形與筏形基礎技術規(guī)范高層建筑箱形與筏形基礎技術規(guī)范（JGJ 6-99） 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 3 連續(xù)基礎連續(xù)基礎 倒樓蓋法倒樓蓋法 靜定分析法靜定分析法 與柱下條基類似與柱下條基類似 基底凈反力直線