土力學(xué)及地基基礎(chǔ)第7講 基底壓力

1、基底壓力劉忠玉 教授 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院本講知識(shí)點(diǎn)：一、基底壓力及分布二、基底壓力簡(jiǎn)化計(jì)算三、基底附加壓力 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院一、基底壓力及分布基底壓力：建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)自重通過基礎(chǔ)傳遞給地基，在基礎(chǔ)底面與地基之間產(chǎn)生的接觸壓力。砂土粘性土剛性基礎(chǔ)基底壓力影響因素：基礎(chǔ)的形狀、大小、剛度，埋深，基礎(chǔ)上作用荷載的性質(zhì)（中心、偏心、傾斜等）及大小、地基土性質(zhì)。 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院二、基底壓力簡(jiǎn)化計(jì)算n 剛性基礎(chǔ)的基底壓力呈非線性分布，荷載越大，越均勻。n 圣維

2、南原理：基底下一定深度處的附加應(yīng)力與基底荷載的分布形態(tài)無關(guān)，只與其合力的大小和作用點(diǎn)位置有關(guān)。n 對(duì)于具有一定剛度以及尺寸較小的基礎(chǔ)，其基底壓力近似視為線性分布，按材料力學(xué)公式進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。對(duì)于較復(fù)雜的其他基礎(chǔ)，一般需考慮上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度以及地基土的力學(xué)性質(zhì)的影響，按彈性地基梁板的方法計(jì)算。 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院（一）中心荷載作用下的基底壓力對(duì)于條形基礎(chǔ)，F(xiàn)k，Gk取單位長(zhǎng)度基底面積計(jì)算Fk相應(yīng)于荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)基礎(chǔ)上的豎向力；Gk基礎(chǔ)自重及其上回填土重標(biāo)準(zhǔn)值總和，Gk=GAd，G一般取20kN/m3，地下水位以下扣除水的浮力；d基礎(chǔ)埋深，一般從室外

3、設(shè)計(jì)地面或室內(nèi)外平均設(shè)計(jì)地面算起。A基底面積。pkkkAGFpkkk HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院（二）偏心荷載作用下的基底壓力elbpkmaxpkminFkMkMk作用于基礎(chǔ)底面形心上的力矩，Mk=(Fk+Gk)e；E合力偏心距；W基礎(chǔ)底面的抵抗矩；矩形截面W=bl2/6。類似短柱偏心受壓公式可得eFk+GkWMAGFppinkkkkmkmax)61(kkkminkmaxleAGFpp HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院討論當(dāng)e0，基底壓力呈梯形分布； 當(dāng)e=l/6時(shí)，pkmax0，pkmin=0，基底壓力呈三角形分布； 當(dāng)el/

4、6時(shí)，pkmax0，pkmin0，基底出現(xiàn)拉力，基底壓力重分布。 pkmaxpkminel/6pkmaxpkmin0pkmaxpkmin=0基底壓力重分布)61(kkkminkmaxleAGFpp HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院基底壓力重分布總的豎向荷載通過基底壓力分布圖形的形心注意：e=Mk/(Fk+Gk)belpGF2321maxkkkelbGFp2/3)(2kkmaxk HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院三、基底附加壓力n 一般情況下，由于土在自重作用下已經(jīng)固結(jié)，只有新增的建筑物荷載，才會(huì)引起地基壓縮變形。當(dāng)基礎(chǔ)埋置于地面下一定

5、深度后，計(jì)算附加應(yīng)力時(shí)用到的地面荷載強(qiáng)度不是基底壓力的全部，而應(yīng)該將基底處原有的自重應(yīng)力扣除。n 基底附加壓力：作用于地基表面，由于建造建筑物而新增加的壓力稱為基底附加壓力，即導(dǎo)致地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力的那部分基底壓力?；赘郊訅毫υ跀?shù)值上等于基底壓力扣除基底標(biāo)高處原有土體的自重應(yīng)力。 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院pp0說明：當(dāng)基坑平面尺寸和深度較大時(shí)，應(yīng)考慮坑底的回彈和再壓縮而增加沉降。基底壓力自重應(yīng)力cd0 ppdppp0cd0基底附加壓力 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院例題分析【例】已知如圖所示柱基礎(chǔ)所受荷載(相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)

6、準(zhǔn)組合)為Fk= 700 kN，Hk= 20 kN，Mk= 77.8kNm；若基礎(chǔ)底面尺寸lb = 1.6 m2.4 m，室外設(shè)計(jì)地面距基底距離為1.0 m，室內(nèi)設(shè)計(jì)地面高出室外設(shè)計(jì)地面0.3 m。試求基底平均壓力、基底最大壓力和基底最小壓力。 Hk=20kNFk=700kNMk=77.8kNm HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 鄭州大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院室內(nèi)外的平均埋深為 基礎(chǔ)及回填土重合力偏心距基底平均壓力基底最大壓力基底最小壓力mdkN32.8820kAdGGkkk77.8200.50.11 m0.4m70088.326MleFGkPa3.2054.26