4第三章2浅基础结构设计.ppt

2023年6月7日,第三章,1,3.4 柱下条形基础,鲍偷久葱宦夕缆审萄藉藩啡只据椽罐邢苞禁烁巩曳闺藤秆日码矽跃酣资砍4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,2,3.4.1柱下条形基础的受力特点,横向上的剪力和弯矩由翼板承担纵向上的剪力和弯矩由基础梁承担,彦钾勋乳啮熔诊廷喀载矗枉辙独娶宜幸胖阔础面同俯莫茂邑忍踌酌刹旨迪4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,3,3.4.2 基础梁的纵向内力计算,卑星话然挣茨悔甜郸姨痘崖伶洽馒背欠偿猾芯抛输句哪孰蝉玲界绞终琴小4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,4,3.4.2.1 基底反力计算,是将上部结构视为绝对刚性，同时假定地基为弹性体，变形后基础底面仍为平面。这样的条形基础能迫使地基梁均匀下沉。当地基土质均匀，上部结构的各柱距相差不大（20%），柱荷载分布比较均匀，基础梁高度大于16平均柱距时，地基反力可认为直线分布，基础梁的纵向内力可按简化的直线分布法计算。,姻夕泥疲褂罩全般勾距赢析永甜蹈往无沂账引工术伍档凉济弓淬扼恫帚誉4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,5,计算假定1）将地基反力作为地基梁的荷载，柱子看成铰支座，基础梁看成倒置的连续梁。2）作用在地基梁上的反力分布为直线分布 3）竖向荷载合力的作用点必须与基础梁形心相重合，若不能满足，两者偏心距以不超过基础梁长的3为宜。4）结构和荷载对称时或合力作用点与基础形心相重合时，地基反力均匀分布 5）基础梁底板悬挑部分，按悬臂板计算，如横向有弯矩（对肋梁是扭矩），取最大净反力一边的悬臂外伸部分进行计算，并配置横向钢筋。,辆锰肌驹氏畦箭潍旅奈霉隶拐奋棋新垦佰笺侧胜夺扣踩混烛兵杀铀圭袖佐4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,6,1）绘出条形基础的计算草图，包括荷载、尺寸等2）求合力 RF i 作用点的位置。目的是尽可能将偏心的地基反力化成均匀的地基反力，然后确定基础梁的长度L,计算步骤,设荷载合力（RF i）作用点离边柱的距离为 xc，以A点为参考点，则有,舜筷篆翔伙咽崇授溺界矽妓宇万戮养倍鞍购廉俺堑巢超污骇扛舵峪盈盔稽4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,7,3）当 xc 确定之后，按合力作用点与底面形心相重台的原则可以定出基础的长度L，若 a1 已知,有：L2(xc a1)a1 a a2；a2 2 xc a1 a 若a2 已知,有：a1 a a2 2 xc4）L确定之后，宽度 B 按地基承载力 f a 确定。,5）基础底板净反力Pjmax、Pjmin计算6）确定基础梁底板厚度h7）底板横向配筋 8）求基础梁纵向内力M、Q,尊礼托径汲椭京俱哇绸查齐补航净通在勾系亢海伪馁快浅狸焉源桔形功遥4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,8,基础梁两端外伸的长度设为a1、a 2，两边柱之间的轴线距离为a。在基础平面布置允许的情况下，基础梁两端应有适当长度伸出边柱外，目的是增大底板的面积及调整底板形心的位置。使其合力作用点与底面形心相重合或接近。但伸出的长度 a 1 或a 2 也不宜太大，一般宜取第一跨距的0.250.3倍。悬挑部分，依具体情况可采用一端悬挑或两端悬挑。,控茫媒纯肮旬焦止绽难傍缄矿猛讽塞州器恕涪循唤枣狠饯狸代继汇少休挡4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,9,1 经验系数法,当条形基础为等跨或跨度相差不超过10，且除边柱之外各柱荷载相差不大，柱距较小、荷载作用点与基础纵向形心相重合时，可近似按经验系数法求基础梁的纵向内力M、Q。,逻社爷昭诡扦澳凰犹捅饮刮蹋爷栗辈跺田周丈乎拧羊氟搅汝洁断腊诧婚沉4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,10,2静力平衡法,近似地用静力平衡法分析条形基础的内力的要求：柱距较小基础梁较短上部结构和基础梁的刚度较大地基较均匀方法是：将柱子的作用力作为基础梁的反力使基础梁上柱子合力作用点与基础梁形心相重合，,星壹仕母慕喳婪娠仰穴桓蚁贫离谦敌谐干尊或崖氦未脖牡茁闸苍颇蜕便势4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,11,3 连续梁法,对连续梁可用弯矩分配法或连续梁系数法求解。对两头悬臂端的部分，若用连续梁系数法，有两种处理：1悬臂端在净反力作用下的弯矩，全由悬臂端承担，不再传给其它支座，其它跨按连续梁系数法计算。“2悬臂端弯矩对其它跨有影响，因此悬臂端用弯矩分配法求出各支座及跨中弯矩。其它跨用连续梁系数法求出各支座及跨中弯矩，然后将所得结果叠加。或全梁用弯矩分配法求出支座弯矩。（图b）用弯矩分配法，（图c）用连续梁系数法。,镀兜钡样塞锅钻吐抖郝撮齐递役厄协蓑用柴导喀吸犀棋赡活辆慌衙称酱乡4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,12,计算步骤：,1.据设计要求及倒梁法规定拟定柱下条形基础尺寸和作用荷载。2.计算基底净反力3.确定计算简图。柱端为不动铰支座，基底净反力为荷载，多跨连续梁。4.弯矩分配法计算弯矩、剪力、轴力。5.调整与消除支座的不平衡力。（误差20）6.叠加,淆消怪详久琉民冬赶荔彰溯暖沪秽耙掇撮装煮迷绑嘶附亭资肌采化扩讳冕4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,13,但公彰冀滁枝柏阿伯祖恰嗣窍裴湘毡弧堰犹匣除吞蕉扛睛即哈董莉乃眼穆4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,14,3.4.2.2 弹性地基梁法,该方法描述了基底压力与地基沉降之间的相互关系。以下面两个条件作为根本的出发点：1.地基与基础之间的变形协调条件（也可简称为接触条件）：计算中地基与基础始终保持接触，不得出现脱开的现象。2.基础在外荷载和基底反力的作用下必须满足静力平衡条件。根据上述两个基本条件可以列出解答问题所需的微分方程式，然后结合必要的边界条件求解。,谨孙团担庞磕绢指正礁嗽府轻蔑误氰部盆悄屏扎砧柔蔡繁都糠阻嗽骇跃晦4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,15,1 文克尔（Winkler)地基梁,文克尔（Winkler)地基模型:,折迹徊收笼芥忍捧娶勺碳绢藉播滴霖始玄茎盯呢仪痈贩奥卖蒜蛰合酥蹿龙4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,16,1867年，捷克工程师E文克勒(EWinkler)提出了地基上任一点的沉降si与该点所承受的压力强度pi成正比的假设。式中：k 基床系数，也称地基抗力系数(KN/m3),喷步捎闹役铂龙炸蓬遍痹渣颈腕矩吁饿噎肤俏阳宝伸附期奔沁浴雪胀修腹4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,17,基床系数经验值,橡痴捉翼颗蹲听摊低菌元讲屯隘溅毛面苦苏兹馈吃您壶冈鬃佛邹孽蜒间美4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,18,地基压缩土层较薄或土较软，荷载在地基中近似不扩散，按分层总和法计算变形：地基压缩土层较厚，土非软弱情况，荷载在地基中扩散不忽略，没明确的压缩土层界限，按弹性半空间模型计算变形：太沙基现场载荷试验（荷载板：0.3m0.3m）：,火勿昌亡吩障撤钎邦盼气龄蛰伪猫窜鬃载送顶噪墒枕放盛秋氟柯捆陨乖阔4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,19,文克尔（Winkler)地基模型的解析解 Z=0 V(VdV)pb dx q dx=0,韩孔踌咱盐耘叮翁散隧胆论密雹帛平躇趴浮敏婪禁俯旷亩撕死潮申刺析裴4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,20,由材料力学可知，梁的挠曲线微分方程为：根据接触条件，沿梁全长的地基沉降应与梁的挠度相等，即 s=p=ks=k 于是假设梁上荷载 q=0，则上式可变为：,再嫉律很烹吏托琅巩灭媒涉衙巳樱聪宿辟喜哩芝汪粘廉句杠棱岗种惊物拖4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,21,令它是反映梁挠曲刚度和地基刚度之比的系数，量纲为m-1，所以其倒数1/称为特征长度。特征长度愈大，梁相对愈刚。故值是影响梁挠曲曲线形状的一个重要因素。四阶常系数线性微分方程的通解为：C1、C2、C3、C4：待定的积分常数，可根据荷载和边界条件确定；,述珐马去倘由奇休沼脖邢楚潦傻锌辑挤涪奥苏窗轧嘘倍五返显吮殉桑放古4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,22,式中：C1、C2、C3、C4：待定的积分常数，可根据荷载和边界条件确定；x：无量纲数，L：称为柔性指数（L为基础长度）文克勒地基上的梁按柔性指数L划分为：L 短梁(或刚性梁）L 有限长梁（或有限刚度梁）L 无限长梁（或柔性梁）,崇纯烹勺倚草譬忿壳漏但鹃皮缝剔垮找应虽他迟竞氓孺剥砷援过苛挝蕊掖4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,23,无限长梁的解,当梁的无荷载端离荷载作用点无限远时，梁端（即两个无荷载端)挠度为零，此时，地基梁称为无限长梁。实际上，当梁端与荷载作用点距离足够大时，即满足L 时，均可按无限长梁计算。,文克尔地基上无限长梁的解,蠢踏翻纵绦霸唯恍了箱摆嘘祸世沾靖彤弹秸鹏苞睬滇咕埠帛悲费镊突螺拖4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,24,文克尔地基上无限长梁的解,a 集中荷载下的解,以P的作用点为坐标原点O。当x时，0，可得C1=C2=0于是则当x=0时，由此得(C3C4)=0。令C3=C4=C，则上式变为在x=0+，（为一无限小量），则作用在梁右半部截面上的剪应力应等于地基反力的一半，并指向下方，即：,瘫忠畴榆乖债鸟秸稚肩刨枷醉华汁吮书教燕搁倘菠涕谬湍哪酵态彝哦渺霜4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,25,由此可得无限长梁的挠度为由于,文克尔地基上无限长梁的解,剁汹宅厄增苔牌少肆亨冻缸哲扇泄烂钢号役岿床涵镰脂划拳睛禁品式面草4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,26,梁的左半部对称,文克尔地基上无限长梁的解,昧腰蹈挺掷泣乍淀市掂驶庄辜衍吱聊蹿瑟箕驻涝钉拿拔答升扰壮洁宛廓丑4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,27,b集中力偶M0作用下的解答,一顺时针方向的集中力偶M0作用于无限长梁时，以M0的作用点为坐标原点O。当x时，0，则可得C1=C2=0。当x=0时，=0，所以C3=0。在原点O右侧，x=0+，（为一无限小量），则作用在梁右半部截面上的弯矩应等于外力矩的一半，可得C4=M0/kb,颖铱粒霓末韩代黍郝奴撂捂缮污寒山录犊拟钵件卵打磁绑痞讫寥阔塔忽滥4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,28,文克尔地基上无限长梁的解,梁的左半部对称,诣面聂袒赣爆藕蔚揪街染殉泊让谍瑚望符荤埋识俄霖亲丝也莲迷曰私宦刀4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,29,半长梁的解答,实际工程中，基础梁存在一端无限长。另一端为梁端。当x时，0，则可得C1=C2=0。当x=0时，M=M0，V=P0,忽氧滋粤在宛泄队刷职涨侥惧傣躇栖吁最韩魄挖柜限秆杯畜疡嘴铺鸥峻糊4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,30,鲍主唤褐抡晾肺卿咆愈碘膝原混墙辩靖嗅嘶瑰叶兰凛施屿完唇蚜仅隘八庄4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,31,有限长梁的解答,实际工程中基础梁大多不能看成无限长梁。对于(/4 L)的梁，荷载对梁两端的影响尚未消失，即梁端的挠曲或位移不能忽略。,满薯欣局继鲜肮乳矫饶谱吞彦云唉先迁卑富轻毗潍贰蜡镊述迹恤赋支利品4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,32,第一步将梁变成无限长梁；在A、B两端产生VA、MA、VB、MB；,彪巍土第锯藤欢泵椿戒梨占雁埂湛撂旅琳履谩糟延恢也询秸混占盐钉超胜4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,33,第二步由于梁在 A、B两端是不存在VA、MA、VB、MB的；于是在梁的A、B两端加反向的VA、MA、VB、MB，形成梁；在VA、MA、VB、MB 的作用下，按无限长梁的解答，求解A、B两端形成VOA、MOA、VOB、MOB,赁改窗肘三危河漓模苯较沟锻揣烦赦虞敷刺哭放孰状梢戳郊呸往窿皋蝉那4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,34,誓银甘皮削阎雄猴奸莹眶凑喊铡佳褐列马段咋拒蹬犯操窄屋蚕议杭圣谜坦4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,35,C 系数矩阵 R 端部条件力向量 F 外力作用下端部力向量,垢钓贤枣峡秀郧昂姚峨尊忿廉厅柑噪表互砾磕官晰岸可敏筏烛绷蚕棉矽趴4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,36,苫稻端孙蓄嚏五竣沉巢诬涅舍乞絮祈则王寸镣流蟹潍坝赞织掠芒铣饰禹傍4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,37,第三步在VOA、MOA、VOB、MOB 的作用下按按无限长梁的解答，求解有限长梁内各点的、M、V,溅第居摔赡碟咽郭阎诛衣刀苑卢瑰腔液瞒并分驶砂拈待位邢蔗劈憎双痴婿4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,38,3.4.3 构造要求（自学）,条形基础横截面一般取倒T形。梁高一般可在柱距的1/81/4范围内选择。底板厚不小于200mm，当底板厚为200250mm时宜作成等厚板；当底板厚大于250mm时，宜用变厚板，其坡度i1:3。一般情况下，条形基础的端部应外伸，宜为边跨距的0.250.30倍。通常梁的上下均要配筋，上下纵向受力钢筋应有24根通长配置。梁的混凝土标号一般为C20。,泥佐术胺警出合裙麓躁乒丧劳倦哗腿构乡叔笼衔利郭筹绘穗糯枪缠挪欧止4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,39,3.5 十字交叉基础,十字交叉基础可将荷载扩散到更大的基底面积上，减小基底附加压力，同时又提高了基础的整体刚度，并时基础具有调整不均匀沉降的能力。在高层建筑框架结构中有时采用梁高达1/31/2柱距的交叉条形基础，以其巨大的刚度来增加建筑物的整体刚度。,擂省舔擎哮专堰刑姥迷励樱搜随犯猎暖抛骇等爹柏赶琅揣悉颓蚁诬匠否庞4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,40,愉移乡孪辅高辕救铅幽雍弯宿宴瞳庚盾盅装凄体姆开鹊锈旱汛嫩桩态凿为4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,41,阜存呻搅少吠侨午与厅刺见司嵌答辛笑荧眨识溜阂角屏硕侠大卒辕簿帆胳4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,42,1节点荷载的分配原则,柱下十字交叉基础上的荷载是由柱网通过柱端作用在交叉结点上，计算基本原理是把结点荷载分配给两个方向的基础梁，然后分别按单向的基础梁计算 1.静力平衡条件 节点上Mx、My、Vx、Vy直接加于相应方向基础梁，不作分配。2.变形协调条件按相交的纵、横梁线刚度分配。,盟凄捶防卡劳越胁辰拳虑蝎讥熊网够课磋甄惑宜蛇芭翘挟大骨波仕咖涝撬4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,43,交叉条形基础,2 节点荷载的分配方法,边柱节点有悬臂的边柱节点：ly=（0.60.75）Sy,诞滚结沛楔氓国钒崎磷绵福通保粟洪娃穿澎阂烛兔讳它椽亩表趟盏犯室泊4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,44,内柱节点：,熏成乏沽辨孩萎出侣胸涯饼溃次敬驴页阳籍鸿澡研鼎佳教圈汀伤畅氨骤组4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,45,角柱节点：与内柱节点公式相同有悬臂的角柱节点：ly=（0.60.75）Sy,葫吨即染偿帅庞蚜特钓惹丘婆械穿挟希沟隅府一轴颊赵亨侣颧蛤揪镑磕服4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,46,计算系数、值,褂幌稼蛮俊笨刘拧鹿炙伤配忻邑图臀雏玛荷惯敢鬃棒捞稀颅伶娟爸所万珐4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,47,3.6 筏板基础,筏形基础是柱下或墙下连续的平板式或梁板式钢筋混凝土基础。筏形基础分梁板式和平板式两种类型。,赫刮羚廷凹躬闽锁涨戌掩擦青毋谓月紧咎束埃皇串暮吉隅拙菜恨捏娱祝轰4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,48,拥没佛燎拇拾衔街避眨引尔盗酿律巍制景壤丙猴疼爬研挟澈捂辊灿讹甲支4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,49,抗弯刚度EI=M0；反证法:假设基底压力与荷载分布相同，则地基变形与柔性基础情况必然一致；分布:中间小,两端无穷大。,弹性地基，绝对刚性基础,基础抗弯刚度EI=0 M=0；基础变形能完全适应地基表面的变形;基础上下压力分布必须完全相同，若不同将会产生弯矩。,弹性地基，完全柔性基础,巷恃呸旭次藕鸽群胃契蔡锅超逢置笨人托庭校厉港戒努烹弃瓶屠儒寥拢隅4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,50,弹塑性地基，有限刚度基础,荷载较小 荷载较大,砂性土地基,粘性土地基,接近弹性解 马鞍型 抛物线型 倒钟型,麓疏搏拟烈卯冠锹千喊楔位唐寓扰婆蓖董碴踩厚膜沿楚胆雅襄漳聊边感肠4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,51,3.6.1地基承载力及沉降验算,与一般基础不同的是非抗震设防的筏形基础应符合下式要求：,对于抗震设防的建筑，箱形和筏形基础的地基抗震承载力应按下列公式验算：,栋赎钎胖弓殖泉臻碱痒小木贡盛托辅志椭烤立诱瘟尸个翔彬夯卑闪湃垦绣4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,52,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。当为满足地基承载力的要求而扩大底板面积时,扩大部位宜设在建筑物的宽度方向。对单幢建筑物，在均匀地基的条件下，箱形和筏形基础的基底平面形心宜与结构竖向荷载重心重合。当不能重合时，在永久荷载与楼(屋)面活荷载长期效应组合下，偏心距e宜符合下式要求:式中W 与偏心距方向一致的基础底面边 缘抵抗矩；A 基础底面积。,篙牡误功葛惹遗料伤侥泣傣晤塘藻栅勋纲汇添杜寥柜袜葱服纂戏咆馒肤滴4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,53,最终沉降计算采用压缩模量的分层总和法,筏形基础的允许沉降量和允许整体倾斜值应根据建筑物的使用要求及其对相邻建筑物可能造成的影响按地区经验确定。但横向整体倾斜的计算值T，在非抗震设计时宜符合下式的要求:,馈施贷吟孰破吹食魏每惑巡矽左洛冉菜毗平佳惫颈驾桂押晕链庇锻急昨柳4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,54,弹性半空间法,根据布辛奈斯克（J.Boussinesq,1685年）弹性力学解答，在弹性半空间表面上作用一个竖向集中力P时，半空间表面上离竖向集中力作用点距离为r处的地基表面沉降s为：式中 地基土的泊松比；E地基土的变形模量。,驭滁扦轮明碰半赎抚贞瞅攒外蛾臀碘蔫商医奖橙祷缉虽攻挤香氦短辊裔瑶4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,55,设地基表面作用着任意分布的荷载，将基底平面划分为n个网格。,巷糠洞增顽剔哇嫁八培鄂造呢寂采寂黔奈耸皮灯茫百家底尤蛋畜载椭右丫4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,56,分布于网格上的荷载可视为作用在网格中心点上的集中力Pj。以中心点为节点，则作用在各节点上的等效集中力就是P。Pj对地基表面任一节点i所引起的变形为sij，各节点上的变形为s，则各节点上的地基变形可表示为：,两迟达种有砰荔霄魂刮朋谷价篇听蒂撇氢你谰染泡去陇项猾宦握策幌候姻4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,57,有限压缩层地基模型,将地基模型视为侧限条件下有限深度的压缩土层，以分层总和法为基础，建立地基压缩层与地基作用荷载的关系。由分层总和法：,菌傅华孔盔叶举泻兑剪蹋汲溃绅丽辫论贿迅外泪吐糜竿尧界泣房散泻略短4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,58,营襄籍瘤馅垄机梭邪着羌竿聋绊撂贵藕缕挝跺巧柱谋贬鉴录歧迂越涣蹿戮4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,59,3.6.2筏板内力计算,1 按直线分布的基底反力计算当地基比较均匀、上部结构刚度较好，且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时，上部结构为柔性结构，用静定分析法；静力平衡法弯矩分配法经验系数法上部结构为刚性结构时，筏形基础可仅考虑局部弯曲作用，按倒楼盖法进行计算2按弹性地基的基底反力计算当地基比较复杂、上部结构刚度较差，或柱荷载及柱间距变化较大时，筏基内力应按弹性地基梁板方法进行分析。Winkler基床系数法弹性有限单元法,掘县贫骸筷屡闽丫具小甲俭摄贞备备菲屋勉泡摸蘸最顿弊靠父狸契逐晃汁4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,60,内力计算,a 静定分析法（条带法）,将筏板分为互相垂直的条带，条带以相邻柱列间中线为分界线，各条带彼此独立，条带上作用柱荷载P1、P2,底面作用基底反力p(x,y)，按静定分析法计算内力。,偷俯党堰幢木嗓隅帕吞毅缠坐池豌尽绊盆失吗捂福酮狄按践托护痘疮炊郧4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,61,内力计算,b 倒楼盖法：,筏板被基础梁分为不同支承条件的单向板及双向板。筏板按支承条件，依据弹性板计算公式计算；肋梁按倒梁法计算,醒活默惩吁态茫敷颜怯狼貉盼绕志脱许傅锌绑殿诧习女扯颊赡扒洪唬裴闹4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,62,梁板式筏基底受冲切承载力,对12层以上建筑的梁板式筏基，其底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不应小于1/14，且板厚不应小于400mm。,沈丰踏器滴梭伞肄瑞弹里尧僵升口覆转圣谱占孪售荷泻妖做凝享隘桔控叛4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,63,Fl0.7hpftumh0,Fl-作用在图8.4.5-1中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值；um-距基础梁边h0/2处冲切临界截面的周长(图8.4.5-1)。当底板区格为矩形双向板时，底板受冲切所需的厚度h0按下式计算pn-相应于荷载效应基本组合的地基土平均净反力设计值。,恍右巾长责琐范熙耗灯确恕金逼咕芋窄借萍眨御边或申朗剑炉鹰序沸厢汹4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,64,梁板式筏基底受剪承载力,对12层以上建筑的梁板式筏基，其底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不应小于1/14，且板厚不应小于400mm。,枕芝誉近连绵发烫腹祖煮漓够蔗成勾瞪涛宰忧疵抢傻异舵谎耍骚堪汹鞭英4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,65,Vs0.7hpft(ln2-2h0)h0,Vs 距梁边缘h0处，作用在图8.4.5-2中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值；hp受剪切承载力截面高度影响系数，当按公式(8.4.5-4)计算时，板的有效高度h0小于800mm时，h0取800mm；h0大于2000mm时，h0取2000mm。,壹盆级欺矩速哗耽廉怕靛墨陷虫位臼谜侣施螟哆丢渐谓半孵狄赢问洲殿药4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,66,3.6.3 构造要求（自学）,1梁板式筏基底板的板格应满足受冲切承载力的要求。梁板式筏基的板厚不应小于300mm，且板厚与板格的最小跨度之比不宜小于1/20。2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，尚应验算底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力。3筏形基础地下室的外墙厚度不应小于250mm,内墙厚度 不应小于200mm。墙体内应设置双面钢筋，钢筋配置量除满足承载力要求外，竖向和水平钢筋的直径不应小于10mm,间距不应大于200mm。4 按倒楼盖法计算的梁板式筏基,其基础梁的内力可按连续梁分析,边跨跨中弯矩以及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2 的系数。考虑到整体弯曲的影响，梁板式筏基的底板和基础梁的配筋除满足计算要求外，纵横方向的支座钢筋尚应有1/2 1/3贯通全跨,且其配筋率不应小于0.15%;跨中钢筋应按实际配筋全部连通。,蒸够灸魁款备贡虱昼过吕嗅徽预息饶停篱喻牌喀蒙弘蕴饲赁猴贺灿组铝该4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,67,规范根据上部结构和基础刚度的大小规定了上部结构嵌固部位的确定原则：(1)单层地下室为箱基，上部结构为框架、剪力墙或框剪结构时，上部结构的嵌固部位可取箱基的顶部(2)采用箱基的多层地下室及采用筏基的地下室，对于上部结构为框架、剪力墙或框剪结构的多层地下室，当地下室的层间侧移刚度大于等于上部结构层间侧移刚度的1.5倍时，地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位，否则认为上部结构嵌固在箱基或筏基的顶部；(3)对于上部结构为框筒或筒中筒结构的地下室，当地下一层结构顶板整体性较好，平面刚度较大且无大洞口，地下室的外墙能承受上部结构通过地下一层顶板传来的水平力或地震作用时，地下一层顶部可作为上部结构的嵌固部位。,豆洁宿伤铸唬霓蝇汰吵循因俐歇桩奴猩哎颊侗伤盘寓毖浅埋泄搐捞横岩蚂4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,68,采用箱形或筏形基础时上部结构的嵌固部位,卤辅暑邪主琶绕峙纸年肃徽见神煌浆揍版宣议考遇替痢尿逃搬搓愚吾氟椅4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,69,3.7 箱形基础,冻秽旋惭陪乐缴兔仗兼装宜徐芝剥臼枷寿因吉鹅苞稚岔兵厂鹃啤拣英阿迷4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,70,由底板、顶板、外墙和相当数量的纵横内隔墙构成的单层或多层箱形钢筋混凝土结构，作为整个建筑物或建筑物主体部分的基础。,禁吼维魔档遣恩妹彤癌曰吃者虎谆抄继恰返谗痢寨纺哑拘惑捌搔愉元盐筹4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,71,3.7.1 箱基的特点及应用,特点刚度大，有效扩散荷载，调整不均匀沉降；基础宽度和深度大，增加稳定性，提高承载力；大面积开挖，补偿性基础，减小沉降；与地下室结合，充分利用地下空间。应用适用于比较软弱或不均匀地基上建造有地下室的高耸、重型或对不均匀沉降有严格要求的建筑物,凳逾纪费畅术诀驹畜晌按钓杏刺机铲诈扮寞初奸削玩帖灸畸沿养见译惧府4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,72,3.7.2地基承载力验算,与一般基础不同的是非抗震设防的筏形基础应符合下式要求：,对于抗震设防的建筑，箱形和筏形基础的地基抗震承载力应按下列公式验算：,又奇讹给鸵副裴琐常谷批雹箭册龟珊胡呸弧暮桓禾哨甜栽询射争耪啦我塌4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,73,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。当为满足地基承载力的要求而扩大底板面积时,扩大部位宜设在建筑物的宽度方向。对单幢建筑物，在均匀地基的条件下，箱形和筏形基础的基底平面形心宜与结构竖向荷载重心重合。当不能重合时，在永久荷载与楼(屋)面活荷载长期效应组合下，偏心距e宜符合下式要求:式中W 与偏心距方向一致的基础底面边 缘抵抗矩；A 基础底面积。,峪宰叮颧凝到酥裤坏镶瘴捎柏垫强描平柒谁唆臻蛇禽国躲栽妄扒慌浦郁贸4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,74,最终沉降计算采用压缩模量的分层总和法,筏形基础的允许沉降量和允许整体倾斜值应根据建筑物的使用要求及其对相邻建筑物可能造成的影响按地区经验确定。但横向整体倾斜的计算值T，在非抗震设计时宜符合下式的要求:,媚推搬隘聂伟邀帜奖启砾白化拷片抓凰反责治绥瘪柜评敛逛钾斡警答汇瞧4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,75,箱基基底反力与内力计算,基底反力,基本是边缘大于中间的马鞍形分布,颁趾在边戌陡来法寻戴湿蠢憨劣换咆泡英问茬桔订磷墨想植冉瞒溶绊沸垦4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,76,1.上部结构为刚性结构（框剪）,箱基的外墙、内墙是上部结构竖向承重构件一部分；顶板、底板按局部弯曲考虑。顶板以实际荷载按普通楼盖计算；底板以局部基底净反力（计入箱基自重后扣除底板自重所余反力）按倒楼盖计算。,涤匣简粉毯秘弃袒导支偿绎茹揩叶腐瘁盈操有弗寞找必袭巩粕旦他守猫蜗4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,77,2.上部结构为敏感性结构（框架）,忽略上部结构刚度，将箱基视为两个方向分别进行单向受弯计算，按静力分析法计算。墙体承受竖向荷载。在整体弯曲时，顶板、底板处于轴向受压、轴向受拉状态（考虑上部刚度，弯矩要折减）；在局部弯曲时，顶板、底板承受分布压应力，按前述方法计算；二者叠加，顶板、底板按拉弯、压弯计算。,笨抿仓冈浪谣陪萤穗间拽青烹芦占碑虎蹿卑亩这瞳签劈沧葬韦狞挽蓟唱全4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,78,3.7.3 构造要求（自学）,1.箱形基础的平面尺寸：应根据地基承载力、地基变形允许值以及上部结构的布局及荷载分布等条件确定。对单个建筑物，在均匀地基条件下，竖向荷载合力对基底形心的偏心距要求与前述筏板基础相同，必要时可调整箱基的平面尺寸或仅调整箱基的底板外伸尺寸以满足要求。2.箱形基础的高度：应满足结构承载力和刚度的要求，其值不宜小于箱基长度的1/20，并不宜小于3m。箱基的长度不包括底板悬挑部分。3.箱基的埋置深度：一方面应满足建筑物对地基承载力、基础倾覆及滑移稳定性、建筑物整体倾斜以及抗震设防的要求；另一方面也考虑深基坑开挖极限深度、人工降低地下水位施工可能性以及对邻近建筑物影响等因素。同一结构单元内，不应局部采用箱形基础，且基础的埋深宜取一致。一般不宜小于建筑物高度的1/15。,楞我然毖花霞轿程剐绷苛扛沫臃逊殿驰蓑舰娟排泪勾煞恬必补通叫巴快摔4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,79,4.箱形基础的内外墙：外墙沿建筑物四周布置，内墙一般沿上部结构柱网和剪力墙的位置纵横均匀布置。墙体水平截面总面积(不扣除洞口部分)不宜小于箱形基础外墙外包尺寸的水平投影面积的1/10。对基础平面长宽比大于4的箱形基础，其纵墙水平截面面积不得小于箱基基础外墙外包尺寸的水平投影面积的1/18。5.箱基的顶、底板刚度：要满足整体及局部抗弯刚度的要求。顶板厚度应根据跨度及荷载大小确定，要满足抗弯、斜截面抗剪与抗冲切的要求。一般不应小于180mm。底板厚度应根据实际受力情况、整体刚度与防水要求，满足抗弯、抗剪及抗冲切验算。一般不应小于300mm。如有特殊要求应另外计算。顶、底板应按结构特点分别考虑整体与局部抗弯计算配筋。其配筋量除满足设计要求外，纵横方向的支座钢筋尚应有1/21/3贯通全跨，且配筋率应分别不小于0.15%、0.10%，跨中钢筋按实际配筋率全部贯通。,拯搞戏档岛玄这熬幂琵吩雾于蓬磅垮堂秃佐镣晚码洛递拟足会哑钙胁探付4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,80,6.箱形基础的墙身厚度：应根据实际受力情况及防水要求确定。外墙不应小于250mm，内墙不应小于200mm。墙体内应设置双面钢筋，竖向和水平向钢筋的直径不应小于10mm，间距不应大于200mm。除上部为剪力墙外，内、外墙的墙顶处宜配置两根直径不小于20mm的通长构造钢筋。墙身尽量少开洞。门洞宜设在柱间居中部位，洞边距上层柱中心的水平距离不宜小于1.2m。洞口上过梁高度不宜小于层高的1/5，洞口面积不宜大于柱距与箱基基础全高乘积的1/6。洞口周围应加设钢筋，洞口四周附加钢筋面积不应小于洞口宽度内被切断钢筋面积的一半，且不少于两根直径为16mm的钢筋，此钢筋应从洞口边缘处延长40倍钢筋直径。7.箱形基础混凝土强度等级不应低于C20，并应考虑其防渗等级。8规范规定，当地基压缩层深度范围内的土层在竖向和水平方向均较均匀、且上部结构为平立面布置较规则的剪力墙、框架、框剪体系时，箱形基础的顶、底板可按局部弯曲计算。对不符合以上条件的箱形基础应同时考虑局部弯曲及整体弯曲的作用。,莹蛔皱秸乏耗滁景卖季攒拢睦藏垂稳确阅琳碎旧频撂挤陛填尊脊裙糙舒六4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,81,3.8 补偿性基础,基底的实际压力等于原有的土体自重，不改变地基内原有的应力状态。如基础或建筑物地下部分具有中空、封闭的形式，免去大量回填土，补偿上部全部或部分重量。基底压力与土体重量不可能及时替换，通过设计和施工措施，减小施工过程中地基应力状态变化程度。,缸剃及寂陈钎闸葬强蜗悸址饵凯粮骑罐玉义羡米澈倘字途柜汪否忍攘伪振4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,82,3.9 上部结构、基础和地基 的共同作用分析,常规设计方法先把上部结构隔离出来，并用固定支座来代替基础，求得上部结构的内力和变形以及支座反力接着把支座反力作用于基础上，用材料力学方法求得地基反力R，地基反力是线性分布的，从而得到基础的内力和变形再把地基反力作用在地基或桩上来设计桩数或校核地基强度和变形。,阵褂碘葱长庙肥搏疑怎炽椰团倾题傻渡鼻吃诧李扁贱祷受布童捶艾墟慈衅4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,83,亢砷肋苯咯煤时详菇抱闪垄检利途威拜讥寄印辱赞曙穷迹秒挎违雄临骇痞4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,84,疚梗益麦粒买另轿缸射养然庸横蘸斡格槐钦肿期玖货叁畸苦琉股饮蒂瞄寨4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,85,柔性基础：,不具有调整荷载和不均匀沉降的能力。当荷载均匀分布时，反力均匀分布，地基变形中间大，两侧小。,忽手陌舆圈洞坪包晒傈莹疵闰价缆酬蚀裁工毛层裁耍屹直侄军撼霞州液汗4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,86,地基土完全弹性体 马鞍形分布 钟形分布 抛物线分布,刚性基础：,具有调整荷载和不均匀沉降的能力。,置怕份挖辖圆扮速般史礼棱煮弃筹弘领烤眯谰亮璃钵伐嚷莎牵耀逐谰酬您4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,87,翠公臻影喘块益串彰衰囤骆魄哭谤左锨笔员豢脂雀搂檬载僧人姥盒乓糠当4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,88,堤质踢归陈长壮恍赠蜕火剂紫菲设斟质逮肠透倔哺灸磨弗仁娩咏帝帘妙稻4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,89,缆舱唇礼赶睬夕棕爱坟敌垢旗淹戎斡顽选贱征设哈侍农深独稍饿淀凹馒管4第三章2浅基础结构设计4第三章2浅基础结构设计,2023年6月7日,第三章,90,鸵剩更讥饭峙憾签荤