多層框架基礎(chǔ)課件

1、(3) 若十字形基礎(chǔ)的底面積不能滿足地基的承載力與上部結(jié)構(gòu)容許變形的要求，則可擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積直至使底板連成一片，即成為片筏基礎(chǔ)。片筏基礎(chǔ)可做成平板式或梁板式。平板式片筏基礎(chǔ)實(shí)際上是一片等厚的平板，見圖14-28（C），施工簡(jiǎn)單方便，但混凝土用量大；梁板式片筏基礎(chǔ)一般沿柱網(wǎng)縱橫方向布置肋梁，見（圖14-28d）因而可減小底板厚度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度，但施工較為復(fù)雜。 基礎(chǔ)類型的選擇，取決于現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)荷載的大小、上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基土不均勻沉降及傾斜的敏感程度以及施工條件等因素。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，綜合考慮后確定。 第1頁，共14頁。第2頁，共14頁。2.條形基礎(chǔ)的內(nèi)力計(jì)算 條形

2、基礎(chǔ)一方面承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載，另一方面又受地基反力的作用。兩者的合力滿足靜力平衡條件。如能確定地基反力的分布規(guī)律，則基礎(chǔ)的內(nèi)力計(jì)算就很容易了。但地基反力的分布與上部結(jié)構(gòu)剛度、基礎(chǔ)本身的剛度、地基土的物理力學(xué)性質(zhì)等許多因素有關(guān)，問題比較復(fù)雜，目前尚無統(tǒng)一的精確計(jì)算方法，只能在某種假定的基礎(chǔ)上進(jìn)行一些近似計(jì)算。目前在工程設(shè)計(jì)中常用的假定一般有成為線性分布、由靜力平衡條件來確定反力值的線性分布假定；第二種是認(rèn)為地基土每單位面積上所受的壓力與地基沉降成正比的所謂文克勒（Winkler）假定；第三種是認(rèn)為地基是半無限的彈性連續(xù)體，并考慮基礎(chǔ)與地基變形相協(xié)調(diào)的半無限彈性體假定。上述三種假定，可用圖14

3、-29表示 根據(jù)以上三種地基反力的假定可導(dǎo)出條形基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算的各種方法，目前常用的有靜定分析法、倒梁法、地基系數(shù)法、鏈桿法、有限差分法等，本書僅對(duì)前三 種方法作一簡(jiǎn)要介紹。 第3頁，共14頁。第4頁，共14頁。（1）靜定分析法 此法為近似簡(jiǎn)化方法，假定地基反力呈線性分布，用偏心受壓公式便可確定地基反力值為 ：式中 N各豎向荷載（不包括基礎(chǔ)自重及覆土重）的總和（kN）；M各外荷載對(duì)基底形心的偏心力矩的總和（kNm）； B、L分別為基礎(chǔ)底面的寬度和長(zhǎng)度（m）。 因?yàn)榛A(chǔ)（包括覆土）的自重不引起內(nèi)力，所以式（14-18）所得結(jié)果即為基底凈反力。求出凈反力分布后，基礎(chǔ)上所有的作用力都已確定，便可按靜力

4、平衡條件計(jì)算出任一截面i上的彎矩和剪力；，見圖14-30，選取若干截面進(jìn)行計(jì)算，然后繪制彎矩圖、剪力圖。 第5頁，共14頁。第6頁，共14頁。（2）倒梁法 此法也是近似簡(jiǎn)化方法，假定地基反力呈線性分布，見圖14-31。此法是以柱子作為支座，地基反力作為荷載，將基礎(chǔ)梁視作倒置的多跨連續(xù)梁來計(jì)算各控制截面的內(nèi)力。 用倒梁法計(jì)算所得的支座反力與上部柱傳來的豎向荷載之間有較大的不平衡力，這個(gè)不平衡力主要是由于未考慮到基礎(chǔ)梁撓度與地基變形協(xié)調(diào)條件而造成的。為了解決這個(gè)矛盾，實(shí)踐中提出了反力的局部調(diào)整法，即將支座反力與柱軸力間的差值（正或負(fù)的）均勻分布在相應(yīng)支座兩側(cè)各13跨度范圍內(nèi)，作為地基反力的調(diào)整值，

5、然后再進(jìn)行一次連續(xù)梁分析。如果調(diào)整一次后的結(jié)果仍不滿意，還可再次調(diào)整，使支座反力和柱軸力基本吻合。第7頁，共14頁。采用靜定分析法與倒梁法分別計(jì)算，其結(jié)果往往會(huì)有較大差別， 只有當(dāng)?shù)沽悍ㄓ?jì)算出的支座反力未經(jīng)調(diào)整即恰好等于柱軸力時(shí)，兩者的計(jì)算結(jié)果才會(huì)一致。在工程設(shè)計(jì)中，必要時(shí)可參考上述兩種簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果圖1431倒梁法計(jì)算簡(jiǎn)圖的內(nèi)力包絡(luò)圖來進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。地基的反力分布圖形對(duì)條形基礎(chǔ)的內(nèi)力影響很大。而地基反力的分布規(guī)律，不僅與基礎(chǔ)的尺寸、形狀、剛度和理置深度有關(guān)，而且還與荷載的作用情況、上部結(jié)構(gòu)的剛度及地基土的物理力學(xué)性質(zhì)等因素有關(guān)一般來說，在比較均勻的地基上，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，荷載分布較均勻，基礎(chǔ)

6、梁的高度大于16柱距時(shí)，地基反力可按直線分布。如果實(shí)際情況不符合上述條件，特別是地基土的壓縮性明顯不均勻時(shí)，以反力分布直線假定為前提的簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果可能完全不反映實(shí)際情況。此時(shí)，應(yīng)按其它更為精確的方法進(jìn)行分析。 第8頁，共14頁。第9頁，共14頁。 （3）地基系數(shù)法 地基系數(shù)（又稱基床系數(shù)）法是捷克工程師文克勒（EWinkler）于 1867年提出的，因此又稱文克勒理論。該法假定基礎(chǔ)梁底面中任意點(diǎn)的地基反力與該點(diǎn)的地基沉降（變形）成正比，見圖（14-32），即 ： （14-19）式中p基礎(chǔ)底面某點(diǎn)的地基反力（Nmm2）； k地基系數(shù)（Nmm s）； s地基在該點(diǎn)的沉降量（mm）。 第10頁，共1

7、4頁。 應(yīng)用材料力學(xué)中梁的彈性撓曲線微分方程式，可得基礎(chǔ)梁的微分方程如下： 對(duì)于有線荷載的梁段 對(duì)于無線荷載q的梁段 式中EI條形基礎(chǔ)梁的截面彎曲剛度； q上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)梁的線荷載； B基礎(chǔ)梁底面寬度。 第11頁，共14頁。 將式（1419）代人式（1420），可得 有線荷載梁段 :無線荷載梁段或式中第12頁，共14頁。式（1421）或式（1422）通常稱為彈性地基梁的撓曲微分方程。 則稱為彈性地基梁的柔度特征值。 微分方程（14-22）的解為 式中C1、C2、C3、C4為積分常數(shù)，可根據(jù)不同的邊界條件確定， c為特解，由荷載條件確定。 求得基礎(chǔ)梁的撓度s,由微分關(guān)系即可求得梁截面轉(zhuǎn)角，、M和剪力V。具體求解可見地基及基礎(chǔ)教材， 第13頁，共14頁。 采用地基系數(shù)法計(jì)算，首先應(yīng)確定地基系數(shù)取值。但一般基礎(chǔ)下各類土的地基系數(shù)值的變化幅度很大，其值不但與地基土的物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，還與基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的許多因素有關(guān)，因此確定值是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，讀者在查表或應(yīng)用值計(jì)算公式時(shí)應(yīng)有所注意。地基系數(shù)法基于文克勒假定，地基土就像一系列獨(dú)立的彈簧，互不相關(guān)。實(shí)際上，地基上