土力学天然地基浅基础.pptx

第第7 7章章 天然地基浅基础天然地基浅基础7.1 概述概述7.2 基础埋置深度的确定基础埋置深度的确定7.3 地基计算地基计算7.4 基础尺寸的确定基础尺寸的确定7.5 无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计7.6 钢筋混凝土扩展基础设计钢筋混凝土扩展基础设计7.7 柱下钢筋混凝土条形基础柱下钢筋混凝土条形基础7.8 十字交叉梁基础十字交叉梁基础7.9 筏形基础筏形基础7.10 箱形基础简介箱形基础简介7.11 地基基础与上部结构共同作用问题地基基础与上部结构共同作用问题7.7 7.7 柱下钢筋混凝土条形基础柱下钢筋混凝土条形基础7.7.17.7.1适用范围适用范围 柱下条形基础主要用于柱距较小的框架结构，也可用于排架结构，它可柱下条形基础主要用于柱距较小的框架结构，也可用于排架结构，它可以是单向设置的，也可以是十字交叉形的。以是单向设置的，也可以是十字交叉形的。单向条形基础一般沿房屋的纵向柱列布置，这是因为房屋纵向柱列的跨单向条形基础一般沿房屋的纵向柱列布置，这是因为房屋纵向柱列的跨数多、跨距小的缘故，也因为沉陷挠曲主要发生在纵向。当单向条形基础数多、跨距小的缘故，也因为沉陷挠曲主要发生在纵向。当单向条形基础不能满足地基承载力的要求，或者由于调整地基变形的需要，可以采用十不能满足地基承载力的要求，或者由于调整地基变形的需要，可以采用十字交叉条形基础。字交叉条形基础。柱下条形基础承受柱子传下的集中荷载，其基底反力的分布受基础和上柱下条形基础承受柱子传下的集中荷载，其基底反力的分布受基础和上部结构刚度的影响，是非线性的。部结构刚度的影响，是非线性的。柱下条形基础的内力应通过计算确定。当条形基础截面高度很大时，例柱下条形基础的内力应通过计算确定。当条形基础截面高度很大时，例如达到柱距的如达到柱距的1/31/31/21/2时，具有极大的刚度和调整地基变形的能力。时，具有极大的刚度和调整地基变形的能力。7.7.2 7.7.2 构造要求构造要求5 5）混凝土强度等级不低于）混凝土强度等级不低于C20C20。6 6）现浇柱与条形基础梁的交接处，其平面尺寸规定如下：）现浇柱与条形基础梁的交接处，其平面尺寸规定如下：现浇柱与条形基础梁交接处平面尺寸现浇柱与条形基础梁交接处平面尺寸 7.7.3 7.7.3 设计计算要点设计计算要点1 1计算方法计算方法 1 1）简化计算方法。采用基底压力呈直线分布假设，用倒梁法或静）简化计算方法。采用基底压力呈直线分布假设，用倒梁法或静定分析法计算。简化计算方法仅满足静力平衡条件，是最常用的设计方法。定分析法计算。简化计算方法仅满足静力平衡条件，是最常用的设计方法。2 2）地基上梁的计算方法。将柱下条形基础看成是地基上的梁，采）地基上梁的计算方法。将柱下条形基础看成是地基上的梁，采用合适的地基计算模型（弹性地基上的梁），考虑地基与基础的共同作用，用合适的地基计算模型（弹性地基上的梁），考虑地基与基础的共同作用，即满足地基与基础之间的静力平衡和变形协调条件，建立方程。可以用解即满足地基与基础之间的静力平衡和变形协调条件，建立方程。可以用解析法、近似解析法和数值分析方法等直接或近似求解基础内力。析法、近似解析法和数值分析方法等直接或近似求解基础内力。3 3）考虑上部结构参与共同工作的方法。这种方法最符合条形基础）考虑上部结构参与共同工作的方法。这种方法最符合条形基础的实际工作状态，但计算过程相当复杂，工作量很大，通常将上部结构适的实际工作状态，但计算过程相当复杂，工作量很大，通常将上部结构适当予以简化以考虑其刚度的影响，例如等效刚度法、空间子结构法、弹性当予以简化以考虑其刚度的影响，例如等效刚度法、空间子结构法、弹性杆法、加权残数法等。杆法、加权残数法等。2 2计算规定计算规定 进行柱下条形基础计算时，除按柱下独立基础计算抗冲切、抗弯曲进行柱下条形基础计算时，除按柱下独立基础计算抗冲切、抗弯曲和抗剪切以外，尚应遵循下列规定：和抗剪切以外，尚应遵循下列规定：1 1）在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，）在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于且条形基础梁的高度不小于1/61/6柱距时，地基反力可按直线分布，条形基柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以乘以1.21.2的系数；否则，宜按弹性地基梁计算。的系数；否则，宜按弹性地基梁计算。2 2）对交叉条形基础，交点上的柱荷载，可按交叉梁的刚度或变形）对交叉条形基础，交点上的柱荷载，可按交叉梁的刚度或变形协调的要求，进行分配，分别进行内力的计算。协调的要求，进行分配，分别进行内力的计算。3 3）验算柱边缘处基础梁受剪承载力；存在扭矩时，应作抗扭计算。）验算柱边缘处基础梁受剪承载力；存在扭矩时，应作抗扭计算。4 4）当条形基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚）当条形基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承载力。应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承载力。7.8 7.8 十字交叉梁基础十字交叉梁基础7.8.1 7.8.1 适用范围适用范围 十字交叉梁基础（即柱下交叉条形基础）是由纵横两个方向的柱下条形十字交叉梁基础（即柱下交叉条形基础）是由纵横两个方向的柱下条形基础所组成的一种空间结构，各柱位于两个方向基础梁的交叉结点处。其基础所组成的一种空间结构，各柱位于两个方向基础梁的交叉结点处。其作用除可以进一步扩大基础底面积外，主要是利用其巨大的空间刚度以调作用除可以进一步扩大基础底面积外，主要是利用其巨大的空间刚度以调整不均匀沉降。整不均匀沉降。宜用于软弱地基上柱距较小的框架结构，其构造要求与柱下条形基础基宜用于软弱地基上柱距较小的框架结构，其构造要求与柱下条形基础基本类同。本类同。7.8.2 7.8.2 设计计算要点设计计算要点 十字交叉梁基础为超静定空间结构，通常采用简化计算法。十字交叉梁基础为超静定空间结构，通常采用简化计算法。当上部结构具有很大的整体刚度时，可将交叉条形基础视为两组倒当上部结构具有很大的整体刚度时，可将交叉条形基础视为两组倒置的连续梁，采用倒梁法分别进行计算。置的连续梁，采用倒梁法分别进行计算。当上部结构整体刚度较小时，将交叉条形基础分离为若干单独的柱当上部结构整体刚度较小时，将交叉条形基础分离为若干单独的柱下条形基础，采用静定分析法，此时交叉节点处的柱荷载按一定的比例分下条形基础，采用静定分析法，此时交叉节点处的柱荷载按一定的比例分配到纵横两个方向的基础梁上。配到纵横两个方向的基础梁上。确定交叉节点处柱荷载的分配值时，必须满足如下两个条件：确定交叉节点处柱荷载的分配值时，必须满足如下两个条件：1 1）静力平衡条件。各节点分配在纵、横基础梁上的荷载之和，应）静力平衡条件。各节点分配在纵、横基础梁上的荷载之和，应等于作用在该节点上的总荷载。等于作用在该节点上的总荷载。2 2）变形协调条件。纵、横基础梁在交叉节点处的位移应相等。）变形协调条件。纵、横基础梁在交叉节点处的位移应相等。为了简化计算，一般假设纵梁和横梁抗扭刚度等于零，纵向弯矩由纵为了简化计算，一般假设纵梁和横梁抗扭刚度等于零，纵向弯矩由纵向条基承受，横向弯矩由横向条基承受。向条基承受，横向弯矩由横向条基承受。任一交叉点基本方程为：任一交叉点基本方程为：(7-42)(7-42)（7-43)7-43)a a）轴线及竖向荷载）轴线及竖向荷载 b b）节点荷载分配）节点荷载分配交叉条形基础示意图用基床系数法的文克尔模型计算基础梁的挠度：用基床系数法的文克尔模型计算基础梁的挠度：对无限长梁对无限长梁 半无限长梁半无限长梁 （7-44)7-44)（7-45)7-45)7.8.3 7.8.3 三种节点荷载分配三种节点荷载分配边柱节点边柱节点 1.1.边柱节点边柱节点（T T字节点）字节点）基础梁的挠度方程：基础梁的挠度方程：（7-467-46）式（式（7-467-46）与式（）与式（7-427-42）联立求解得：）联立求解得：（7-477-47）2.2.内柱节点内柱节点（十字节点）（十字节点）内柱节点内柱节点 基础梁的挠度方程：基础梁的挠度方程：（7-487-48）式（式（7-487-48）与式（）与式（7-427-42）联立求解得：）联立求解得：（7-497-49）角柱节点角柱节点 基础梁的挠度方程：基础梁的挠度方程：（7-507-50）式（式（7-507-50）与式（）与式（7-427-42）联立求解得：）联立求解得：（7-517-51）当交叉条形基础按纵、横向条形基础分别计算时，节点下的底板面积当交叉条形基础按纵、横向条形基础分别计算时，节点下的底板面积（重叠部分）被使用了两次。若各节点下重叠面积之和占基础总面积的比（重叠部分）被使用了两次。若各节点下重叠面积之和占基础总面积的比例较大，则涉及可能偏于不安全。可通过加大节点荷载的方法加以平衡。例较大，则涉及可能偏于不安全。可通过加大节点荷载的方法加以平衡。调整后的节点竖向荷载为：调整后的节点竖向荷载为：7.9 7.9 筏形基础筏形基础7.9.17.9.1适用范围适用范围 筏形基础的基底面积较十字交叉条形基础更大，能满足较软弱地基的承筏形基础的基底面积较十字交叉条形基础更大，能满足较软弱地基的承载力要求。由于基底面积的加大故减少了地基附加压力，地基沉降和不均载力要求。由于基底面积的加大故减少了地基附加压力，地基沉降和不均匀沉降也因而减少，但是由于筏形基础的宽度较大，从而压缩层厚度也较匀沉降也因而减少，但是由于筏形基础的宽度较大，从而压缩层厚度也较大，这在深厚软弱土地基上尤应注意。大，这在深厚软弱土地基上尤应注意。筏形基础具有较大的整体刚度，在一定程度上能调整地基的不均匀沉降。筏形基础具有较大的整体刚度，在一定程度上能调整地基的不均匀沉降。筏形基础能跨越地下浅层小洞穴和局部软弱层；提供比较宽敞的地下使用筏形基础能跨越地下浅层小洞穴和局部软弱层；提供比较宽敞的地下使用空间，当设置地下室时具有补偿功能；满足自动化程度较高的工艺设备队空间，当设置地下室时具有补偿功能；满足自动化程度较高的工艺设备队不允许有差异沉降的要求，以及连续作业和设备重新布置的要求等。不允许有差异沉降的要求，以及连续作业和设备重新布置的要求等。7.9.27.9.2筏形基础的构造要求筏形基础的构造要求 1 1）筏形基础分为梁板式和平板式两种类型，其选型应根据工程地）筏形基础分为梁板式和平板式两种类型，其选型应根据工程地质、上部结构体系、柱距、荷载大小以及施工条件等因素确定。质、上部结构体系、柱距、荷载大小以及施工条件等因素确定。2 2）筏形基础的平面尺寸，应根据地基土的承载力、上部结构的布置）筏形基础的平面尺寸，应根据地基土的承载力、上部结构的布置及荷载分布等因素确定。及荷载分布等因素确定。对单幢建筑物，在地基土比较均匀的条件下，基底平面形心宜与结对单幢建筑物，在地基土比较均匀的条件下，基底平面形心宜与结构竖向永久荷载重心重合。当不能重合时，在荷载效应准永久组合下，构竖向永久荷载重心重合。当不能重合时，在荷载效应准永久组合下，偏心距符合下式要求：偏心距符合下式要求：（7-537-53）3 3）筏形基础的混凝土强度等级）筏形基础的混凝土强度等级C30C30。当有地下室时应采用防水混凝。当有地下室时应采用防水混凝土，防水混凝土抗渗等级不应小于土，防水混凝土抗渗等级不应小于0.6MPa0.6MPa。必要时宜设架空排水层。必要时宜设架空排水层。4 4）筏形基础地下室钢筋混凝土外墙厚度）筏形基础地下室钢筋混凝土外墙厚度250mm250mm，内墙厚度，内墙厚度200mm200mm。墙的截面设计除满足承载力要求外，尚应考虑变形、抗裂及防渗等要求。墙的截面设计除满足承载力要求外，尚应考虑变形、抗裂及防渗等要求。墙体内应设置双面钢筋，竖向和水平钢筋的直径墙体内应设置双面钢筋，竖向和水平钢筋的直径12mm12mm，间距，间距300mm300mm。5 5）地下室底层柱，剪力墙与梁板式筏基的基础梁连接构造要求：）地下室底层柱，剪力墙与梁板式筏基的基础梁连接构造要求：7 7）高层建筑筏形基础与裙房基础之间的构造要求。）高层建筑筏形基础与裙房基础之间的构造要求。8 8）筏形基础地下室施工完毕后，应及时进行基坑回填工作。）筏形基础地下室施工完毕后，应及时进行基坑回填工作。7.9.3 7.9.3 筏形基础的筏基厚度计算筏形基础的筏基厚度计算1.1.梁板式筏基厚度确定梁板式筏基厚度确定 梁板式筏基底板除计算正截面受弯承载力外，其厚度尚应满足受冲切梁板式筏基底板除计算正截面受弯承载力外，其厚度尚应满足受冲切承载力、受剪切承载力的要求。承载力、受剪切承载力的要求。底板受冲切承载力按下式计算：底板受冲切承载力按下式计算：(7-54)(7-54)图图7-32 7-32 底板冲切计算示意底板冲切计算示意 图图7-337-33底板剪切计算示意底板剪切计算示意底板斜截面受剪承载力应符合下式要求：底板斜截面受剪承载力应符合下式要求：（7-567-56）（7-577-57）2.2.平板式筏基厚度确定平板式筏基厚度确定内柱冲切临界截面内柱冲切临界截面 平板式筏基的板厚应满足平板式筏基的板厚应满足受冲切承载力要求，最小厚度受冲切承载力要求，最小厚度应大于应大于400mm400mm。计算时应考虑作用在冲切计算时应考虑作用在冲切临界面重心上的不平衡弯矩产临界面重心上的不平衡弯矩产生的附加剪力。生的附加剪力。（7-607-60）（7-597-59）（7-587-58）3 3几点计算规定几点计算规定 1 1）当地基土比较均匀、上部结构刚度较好、梁板式筏基梁的高跨比或）当地基土比较均匀、上部结构刚度较好、梁板式筏基梁的高跨比或平板式筏基板的厚跨比不小于平板式筏基板的厚跨比不小于1/61/6，且相邻柱荷载及柱间距的变化不超过，且相邻柱荷载及柱间距的变化不超过20%20%时，筏形基础可仅考虑局部弯曲作用。时，筏形基础可仅考虑局部弯曲作用。（7-617-61）4 4）梁板式筏基的基础梁除满足正截面受弯及斜截面受剪承载力外）梁板式筏基的基础梁除满足正截面受弯及斜截面受剪承载力外,尚尚应验算底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力。应验算底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力。7.10 7.10 箱形基础简介箱形基础简介 7.10.1 7.10.1 概述概述 箱形基础是由钢筋混凝土的顶板、底板和纵、横墙板组成的盒式结箱形基础是由钢筋混凝土的顶板、底板和纵、横墙板组成的盒式结构，具有极大的刚度，能有效地扩散上部结构传下的荷载，调整地基的不构，具有极大的刚度，能有效地扩散上部结构传下的荷载，调整地基的不均匀沉降。适用于软弱地基上的高层、重型或对不均匀沉降有严格要求的均匀沉降。适用于软弱地基上的高层、重型或对不均匀沉降有严格要求的建筑物。建筑物。箱形基础一般有较大的基础宽度和埋深，能提高地基承载力，增强箱形基础一般有较大的基础宽度和埋深，能提高地基承载力，增强地基的稳定性。箱形基础具有很大的地下空间，代替被挖除的土，因此具地基的稳定性。箱形基础具有很大的地下空间，代替被挖除的土，因此具有补偿作用，对减少基础沉降和满足地基的承载力要求很有利。有补偿作用，对减少基础沉降和满足地基的承载力要求很有利。箱形基础设计中应考虑地下水的压力和浮力作用，在变形计算中应箱形基础设计中应考虑地下水的压力和浮力作用，在变形计算中应考虑深开挖后地基的回弹和再压缩过程。在施工中需解决基坑支护和施工考虑深开挖后地基的回弹和再压缩过程。在施工中需解决基坑支护和施工降水等问题。降水等问题。箱形基础主要适用于高层建筑、重型设备或对不均匀沉降有严格要箱形基础主要适用于高层建筑、重型设备或对不均匀沉降有严格要求的建筑物、需要地下室的各类建筑物、上部结构荷载大、地基土较软弱求的建筑物、需要地下室的各类建筑物、上部结构荷载大、地基土较软弱或不均匀的建筑物和地震烈度高的重要建筑物。或不均匀的建筑物和地震烈度高的重要建筑物。7.10.27.10.2箱形基础的构造要求箱形基础的构造要求1.1.悬挑底板或全部箱基悬挑底板或全部箱基2.2.箱基埋深箱基埋深3.3.箱基的墙体面积箱基的墙体面积4.4.箱基的高度箱基的高度 5.5.箱基的板厚箱基的板厚6.6.箱基的混凝土箱基的混凝土 7.7.箱基的配筋箱基的配筋8.8.箱基的门洞箱基的门洞墙体开洞的开口系数：墙体开洞的开口系数：7.10.3 7.10.3 箱形基础计算要点箱形基础计算要点 1.1.箱形基础设计步骤箱形基础设计步骤（7-637-63）2 2箱形基础的弯曲内力计算箱形基础的弯曲内力计算 箱形基础在上部结构传来的荷载、地基反力及箱基四周土的侧压力共同作箱形基础在上部结构传来的荷载、地基反力及箱基四周土的侧压力共同作用下，将发生弯曲，这种弯曲称为整体弯曲；箱基顶板在荷载作用下也发生用下，将发生弯曲，这种弯曲称为整体弯曲；箱基顶板在荷载作用下也发生弯曲，这种弯曲称为局部弯曲；箱基底板在地基反力作用下也发生局部弯曲。弯曲，这种弯曲称为局部弯曲；箱基底板在地基反力作用下也发生局部弯曲。因此在设计箱形基础时，必须按结构的实际情况，分别计算箱基的整体弯曲因此在设计箱形基础时，必须按结构的实际情况，分别计算箱基的整体弯曲和局部弯曲所产生的内力，并将配筋量进行叠加。和局部弯曲所产生的内力，并将配筋量进行叠加。1 1）上部结构为现浇剪力墙体系）上部结构为现浇剪力墙体系 2 2）上部结构为框架体系）上部结构为框架体系 上部结构为纯框架或框剪体系时，上上部结构为纯框架或框剪体系时，上部结构的刚度与剪力墙相比太小，因此部结构的刚度与剪力墙相比太小，因此在计算箱形基础的弯曲内力时，应同时在计算箱形基础的弯曲内力时，应同时考虑整体弯曲与局部弯曲的影响；计算考虑整体弯曲与局部弯曲的影响；计算所得局部弯曲所产生的弯矩值应乘以所得局部弯曲所产生的弯矩值应乘以0.80.8的折减系数。的折减系数。箱形基础承受的整体弯矩箱形基础承受的整体弯矩:箱基计算简图箱基计算简图 将整体弯曲和局部弯曲将整体弯曲和局部弯曲两种计算结果相叠加，使得顶、底板成为压弯或两种计算结果相叠加，使得顶、底板成为压弯或拉弯构件，最后据此进行配筋计算。在箱形基础顶、底板配筋时，应综合拉弯构件，最后据此进行配筋计算。在箱形基础顶、底板配筋时，应综合考虑承受整体弯曲的钢筋与局部弯曲的钢筋的配置部位，以充分发挥各截考虑承受整体弯曲的钢筋与局部弯曲的钢筋的配置部位，以充分发挥各截面钢筋的作用。面钢筋的作用。7.10.4 7.10.4 桩箱与桩筏基础桩箱与桩筏基础 当高层建筑箱形与筏形基础下天然地基承载力或沉降变形不能满足设计要当高层建筑箱形与筏形基础下天然地基承载力或沉降变形不能满足设计要求时，可采用桩加箱形或筏形基础。桩的类型应根据工程地质资料、结构类求时，可采用桩加箱形或筏形基础。桩的类型应根据工程地质资料、结构类型、荷载性质、施工条件以及经济指标等因素确定。型、荷载性质、施工条件以及经济指标等因素确定。基础板的弯矩可按下列方法计算：基础板的弯矩可按下列方法计算：1 1）先将基础板上的竖向荷载设计值按静力等效原则移至基础底面桩）先将基础板上的竖向荷载设计值按静力等效原则移至基础底面桩群承载力重心处。弯矩引起的桩顶不均匀反力按直线变化原则计算，并以柱群承载力重心处。弯矩引起的桩顶不均匀反力按直线变化原则计算，并以柱或墙为支座采用倒楼盖法计算板的弯矩。当支座反力与实际柱或墙的荷载效或墙为支座采用倒楼盖法计算板的弯矩。当支座反力与实际柱或墙的荷载效应相差较大时，应重新调整桩位再次计算桩顶反力。应相差较大时，应重新调整桩位再次计算桩顶反力。2 2）当桩基的沉降量较均匀时，可将单桩简化为一个弹簧，按支承于）当桩基的沉降量较均匀时，可将单桩简化为一个弹簧，按支承于弹簧上的弹性平板计算板中的弯矩。弹簧系数按单桩载荷试验或经验确定。弹簧上的弹性平板计算板中的弯矩。弹簧系数按单桩载荷试验或经验确定。桩与箱基或筏基的连接应符合下列规定：桩与箱基或筏基的连接应符合下列规定：1 1）桩顶嵌入箱基或筏基底板内的长度，对于大直径桩，不宜小于）桩顶嵌入箱基或筏基底板内的长度，对于大直径桩，不宜小于100mm100mm；对中小直径的桩不宜小于；对中小直径的桩不宜小于50mm50mm；2 2）桩的纵向钢筋锚入箱基或筏基底板内的长度不宜小于钢筋直径的）桩的纵向钢筋锚入箱基或筏基底板内的长度不宜小于钢筋直径的3535倍，对于抗拔桩基不应少于钢筋直径的倍，对于抗拔桩基不应少于钢筋直径的4545倍。倍。7.11 7.11 地基基础与上部结构共同作用问题地基基础与上部结构共同作用问题7.11.17.11.1基本概念基本概念 在建筑结构的设计计算中，通常把上部结构、基础和地基三者分开考虑，在建筑结构的设计计算中，通常把上部结构、基础和地基三者分开考虑，视为彼此相互独立的结构单元。这种方法忽略了地基、基础和上部结构在接视为彼此相互独立的结构单元。这种方法忽略了地基、基础和上部结构在接触部位的变形协调条件，其后果是底层和边跨梁柱的实际内力大于计算值，触部位的变形协调条件，其后果是底层和边跨梁柱的实际内力大于计算值，而基础的实际内力则比计算值小得多。而基础的实际内力则比计算值小得多。合理的设计方法应该将地基、基础和上部结构这三者作为整体，考虑接触合理的设计方法应该将地基、基础和上部结构这三者作为整体，考虑接触部分的变形协调条件来计算其内力和变形，该方法称之为地基基础与上部结部分的变形协调条件来计算其内力和变形，该方法称之为地基基础与上部结构的共同作用分析。构的共同作用分析。7.11.2 7.11.2 基础刚度的影响基础刚度的影响 柔性基础其抗弯刚度很小，就像一块放在地基上的柔软薄膜，可以柔性基础其抗弯刚度很小，就像一块放在地基上的柔软薄膜，可以随着地基的变形而任意弯曲，其基底反力分布与作用在基础上的荷载分布随着地基的变形而任意弯曲，其基底反力分布与作用在基础上的荷载分布完全一致。均布荷载下柔性基础的基底沉降量呈碟形，即中部大、边缘小。完全一致。均布荷载下柔性基础的基底沉降量呈碟形，即中部大、边缘小。要使沉降均匀，应增大边缘荷载，并使中部荷载相应减小。要使沉降均匀，应增大边缘荷载，并使中部荷载相应减小。1.1.柔性基础柔性基础2.2.刚性基础刚性基础 刚性基础抗弯刚度极大，在荷载作用下基础不产生挠曲。刚性基础原是平刚性基础抗弯刚度极大，在荷载作用下基础不产生挠曲。刚性基础原是平面的基底，沉降后仍保持平面，中心荷载作用下均匀下沉，基底保持水平；面的基底，沉降后仍保持平面，中心荷载作用下均匀下沉，基底保持水平；偏心荷载作用下，沉降后基底为一倾斜平面。刚性基础基底反力分布与荷载偏心荷载作用下，沉降后基底为一倾斜平面。刚性基础基底反力分布与荷载分布情况无关，仅与荷载合力大小与作用点位置相关。分布情况无关，仅与荷载合力大小与作用点位置相关。7.11.3 7.11.3 上部结构刚度的影响上部结构刚度的影响 上部结构刚度是指上部结构对基础不均匀沉降或弯曲的低抗能力，包上部结构刚度是指上部结构对基础不均匀沉降或弯曲的低抗能力，包括水平刚度、竖向刚度和弯曲刚度的综合。上部结构刚度能大大改善基础的括水平刚度、竖向刚度和弯曲刚度的综合。上部结构刚度能大大改善基础的纵向弯曲程度，同时能引起结构中的次应力，严重时可以导致上部结构的破纵向弯曲程度，同时能引起结构中的次应力，严重时可以导致上部结构的破坏。烟囱、水塔、高炉的高耸结构，置于整体大厚度的钢筋混凝土独立基础坏。烟囱、水塔、高炉的高耸结构，置于整体大厚度的钢筋混凝土独立基础上，整个体系为绝对刚性。上，整个体系为绝对刚性。剪力墙体系和筒体结构的高层建筑是接近绝对刚性的。剪力墙体系和筒体结构的高层建筑是接近绝对刚性的。上部结构为完全柔性时，上部结构除了传递荷载外，对条形基础的变上部结构为完全柔性时，上部结构除了传递荷载外，对条形基础的变形毫无制约作用，即上部结构不参与相互作用。形毫无制约作用，即上部结构不参与相互作用。以屋架、柱、基础为承重体系的木结构和土堤工程，可认为是完全柔以屋架、柱、基础为承重体系的木结构和土堤工程，可认为是完全柔性结构。钢筋混凝土排架结构可视为柔性结构。性结构。钢筋混凝土排架结构可视为柔性结构。绝大多数建筑物的实际刚度介于绝对刚性和完全柔性之间。绝大多数建筑物的实际刚度介于绝对刚性和完全柔性之间。7.11.4 7.11.4 地基软硬的影响地基软硬的影响 1.1.软土地基软土地基 在淤泥或淤泥质土一类的软土地基中，当基础的相对刚度较大时，在淤泥或淤泥质土一类的软土地基中，当基础的相对刚度较大时，基底反力分布可按直线计算。中心荷载作用下，基底反力均匀分布；偏心基底反力分布可按直线计算。中心荷载作用下，基底反力均匀分布；偏心荷载作用下，基底反力呈梯形分布。荷载作用下，基底反力呈梯形分布。2.2.坚硬地基坚硬地基 在岩石、密实卵石和坚硬粘性土地基，且基础上置抗弯刚度小时。在岩石、密实卵石和坚硬粘性土地基，且基础上置抗弯刚度小时。当基础上作用集中荷载时，仅传递到荷载附近的地基中，远离荷载的地基当基础上作用集中荷载时，仅传递到荷载附近的地基中，远离荷载的地基不受力。若为相对柔性的基础，在远离集中荷载作用点处基底反力不仅为不受力。若为相对柔性的基础，在远离集中荷载作用点处基底反力不仅为零，且可能与地基悬空。零，且可能与地基悬空。3.3.软硬悬殊地基软硬悬殊地基 实际建筑工程常遇到各种软硬相差悬殊的地基，如基槽中存在枯实际建筑工程常遇到各种软硬相差悬殊的地基，如基槽中存在枯水井、故河沟、坟墓、暗塘以及防空洞、旧基础等情况，对基础梁的挠曲水井、故河沟、坟墓、暗塘以及防空洞、旧基础等情况，对基础梁的挠曲和内力的影响很大。和内力的影响很大。条形基础下，地基的中部硬、两边软，则可能使条基的正向挠曲条形基础下，地基的中部硬、两边软，则可能使条基的正向挠曲变为反向挠曲；若相反，地基中部软、两边硬，会加剧条基的挠曲程度。变为反向挠曲；若相反，地基中部软、两边硬，会加剧条基的挠曲程度。本次课小结本次课小结:7.7 7.7 柱下钢筋混凝土条形基础柱下钢筋混凝土条形基础7.7.1 7.7.1 适用范围适用范围7.7.2 7.7.2 构造要求构造要求7.7.3 7.7.3 设计计算要点设计计算要点7.8 7.8 十字交叉梁基础十字交叉梁基础7.8.1 7.8.1 适用范围适用范围7.8.2 7.8.2 设计计算要点设计计算要点7.8.3 7.8.3 三种节点荷载分配三种节点荷载分配7.9 7.9 筏形基础筏形基础7.9.17.9.1适用范围适用范围7.9.27.9.2筏形基础的构造要求筏形基础的构造要求7.9.37.9.3筏形基础的筏基厚度计算筏形基础的筏基厚度计算7.10 7.10 箱形基础简介箱形基础简介7.10.1 7.10.1 概述概述7.10.27.10.2箱形基础的构造要求箱形基础的构造要求7.10.3 7.10.3 箱形基础计算要点箱形基础计算要点7.10.4 7.10.4 桩箱与桩筏基础桩箱与桩筏基础7.11 7.11 地基基础与上部结构共同作用问题地基基础与上部结构共同作用问题附：基础的抗震验算附：基础的抗震验算将地震作用等效为惯性力将地震作用等效为惯性力,按静荷载分析计算按静荷载分析计算(1)(1)荷载组合荷载组合 G GE E计算地震作用时计算地震作用时,结构总重力荷载结构总重力荷载 G G基础加周围土重基础加周围土重 F FE E地震引起的惯性力地震引起的惯性力 M ME E引起的地面位置的力矩引起的地面位置的力矩p pmaxmaxF FE EG GM MG GE ED D2 2、基底压力计算、基底压力计算(拟静力法拟静力法)1 1、抗震承载力、抗震承载力 pE=sf s=11.5(软软硬硬)为为提高系数提高系数 由于特殊荷载安全系数降低由于特殊荷载安全系数降低 在动荷载作用下在动荷载作用下,动强度偏高动强度偏高(2)ae3a不不脱脱离离脱脱离离3、水平地震力FE的计算FE=Geq 单层单层Geq=Ge 多层多层Geq=0.85 Ge等效重量荷载等效重量荷载总重力荷载总重力荷载关键在于地震影响系数关键在于地震影响系数:本章小结本章小结 1.1.浅基础的结构类型浅基础的结构类型 浅基础可分为扩展基础和连续基础两大类。扩展基础指墙下条形基础浅基础可分为扩展基础和连续基础两大类。扩展基础指墙下条形基础和柱下独立基础，又分为无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础。连续基础分和柱下独立基础，又分为无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础。连续基础分为柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础和箱形基础。为柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础和箱形基础。2 2浅基础的设计内容浅基础的设计内容 选择基础材料、类型，进行基础平面布置；确定地基持力层和基础的选择基础材料、类型，进行基础平面布置；确定地基持力层和基础的埋置深度；确定地基承载力特征值；确定基础底面尺寸埋置深度；确定地基承载力特征值；确定基础底面尺寸,进行基础结构设计。进行基础结构设计。3 3扩展基础的设计扩展基础的设计 无筋扩展基础通过控制材料强度等级和台阶宽高比来确定基础的截面无筋扩展基础通过控制材料强度等级和台阶宽高比来确定基础的截面尺寸，而无需进行内力分析和截面强度计算。钢筋混凝土扩展基础除应满足尺寸，而无需进行内力分析和截面强度计算。钢筋混凝土扩展基础除应满足构造要求外，还应计算轴心荷载或偏心荷载作用下的基底面积和基础高度，构造要求外，还应计算轴心荷载或偏心荷载作用下的基底面积和基础高度，进行相应的内力计算并配筋。进行相应的内力计算并配筋。4 4、连续基础的设计、连续基础的设计 连续基础的内力计算应同时满足静力平衡和变形协调的共同作用条件。连续基础的内力计算应同时满足静力平衡和变形协调的共同作用条件。柱下条形基础常用的计算方法有简化计算方法和地基上梁的计算方法，简化柱下条形基础常用的计算方法有简化计算方法和地基上梁的计算方法，简化计算方法采用基底压力呈直线分布的假设，用倒梁法或静定分析法计算。计算方法采用基底压力呈直线分布的假设，用倒梁法或静定分析法计算。