基礎(chǔ)工程-連續(xù)基礎(chǔ)(xxxx7)(已修改)
2025-01-22 12:41 本頁(yè)面
【正文】 天然地基上的連續(xù)基礎(chǔ)天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)Shallow foundation on natural groundGB5000720231 淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法2 基礎(chǔ)分類3基礎(chǔ)埋深確定4 地基計(jì)算－承載力、變形、穩(wěn)定5 剛性基礎(chǔ)設(shè)計(jì)6 擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)7 連續(xù)基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第七節(jié) 柱下條形基礎(chǔ)一、應(yīng)用范圍 單柱荷載大、地基承載力不 很大 ， 兩單獨(dú)基礎(chǔ)凈距很??； 對(duì)不均勻沉降敏感的基礎(chǔ)，加強(qiáng)整體性；二、截面類型 等截面條形基礎(chǔ) 局部擴(kuò)大條形基礎(chǔ)三、柱下條形基礎(chǔ)內(nèi)力的計(jì)算n 簡(jiǎn)化計(jì)算方法 靜定分析法 倒梁法 n 彈性地基上梁的計(jì)算方法n 考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的計(jì)算方法（不講）簡(jiǎn)化計(jì)算方法n 適用條件： 當(dāng)?shù)鼗至油临|(zhì)均勻，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，各柱距相差不大（ 20%），柱荷載分布較均勻，基礎(chǔ)對(duì)地基的相對(duì)剛度較大，以致可忽略柱間的不均勻沉降的影響，地基反力可認(rèn)為是直線分布，基礎(chǔ)梁的內(nèi)力則按直線分布法計(jì)算。n 由于條形基礎(chǔ)絕大部分都滿足上述條件，故一般都可按簡(jiǎn)化法（ 直線分布法 ）進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。（ 1）靜定分析法 靜定分析法 是按基底反力的直線分布假設(shè)和整體靜力平衡條件求出基底凈反力，并將其與柱荷載一起作用于基礎(chǔ)梁上，然后按一般靜定梁的內(nèi)力分析方法計(jì)算各截面的彎矩和剪力。由于基礎(chǔ)自重不會(huì)引起基礎(chǔ)內(nèi)力，故基礎(chǔ)的內(nèi)力分析應(yīng)該用凈反力，基礎(chǔ)梁任意截面的彎矩和剪力可取脫離體按靜力平衡條件求得。 靜定分析法 適用于上部為柔性結(jié)構(gòu)，且本身剛度較大的條形基礎(chǔ)或聯(lián)合基礎(chǔ)。該方法沒(méi)有考慮基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用，因而在荷載和直線分布的基底凈反力共同作用下產(chǎn)生整體彎曲，計(jì)算所得的不利截面上的彎矩絕對(duì)值一般較大。（ 2）倒梁法n 倒梁法 認(rèn)為上部結(jié)構(gòu)是剛性的，各柱之間沒(méi)有沉降差異，因而可把 柱腳 視為條形基礎(chǔ)的固定鉸支座， 支座間不存在相對(duì)的豎向位移，將基礎(chǔ)梁視作倒置的多跨連續(xù)梁。 以直線分布的地基凈反力 以及除去柱的豎向集中力所余下的各種作用（包括柱傳來(lái)的力矩）為已知荷載， 用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法來(lái)計(jì)算其內(nèi)力 。n 倒梁法 適用于上部結(jié)構(gòu)剛度較大，各柱之間沉降差異很小的情況。這種計(jì)算模式只考慮出現(xiàn)于柱間的局部彎曲，忽略了基礎(chǔ)的整體彎曲，計(jì)算出的柱位處彎矩與柱間最大彎矩較均衡，因而所得的不利截面上的彎矩絕對(duì)值一般較小。倒梁法的計(jì)算步驟如下：1）根據(jù)初步選定的柱下條形基礎(chǔ)尺寸和外荷載，確定計(jì)算簡(jiǎn)圖；2）計(jì)算基底凈反力及分布（按剛性梁基底反力線性分布進(jìn)行計(jì) 算）；3）用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法計(jì)算彎矩和剪力；4）調(diào)整不平衡力，由于上述假定不滿足支座處?kù)o力平衡條件，因此應(yīng)通過(guò)逐次調(diào)整消除不平衡力；5）繼續(xù)用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法計(jì)算內(nèi)力，并重復(fù)步驟（ 4），直至不平衡力在計(jì)算允許精度范圍內(nèi)，一般不超過(guò)荷載的 20% ；6）將逐次計(jì)算結(jié)果疊加，得到最終內(nèi)力分布。n 地基上梁計(jì)算方法是考慮了 基礎(chǔ)與地基的相互作用，以 靜力平衡條件 和 變形協(xié)調(diào)條件 為基礎(chǔ)，利用不同的地基應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系建立滿足上述條件的方程，直接或近似求解基礎(chǔ)內(nèi)力 。 不需要事先假設(shè)反力分布。 如 Winkler地基上梁的解法、有限壓縮層地基上梁近似解法、有限元法和有限差分法。彈性地基上梁的計(jì)算方法n 這類方法適用于不同基礎(chǔ)與地基剛度比、荷載分布及地基條件。工程實(shí)踐中應(yīng)用較為廣泛。但由于沒(méi)有考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的影響，內(nèi)力計(jì)算偏離實(shí)際。尤其是地基較為軟弱，在上部結(jié)構(gòu)剛度很大情況下，對(duì)基礎(chǔ)的變形和內(nèi)力有顯著的調(diào)整作用。而上述方法計(jì)算結(jié)構(gòu)對(duì)于基礎(chǔ)一般偏于 安全 。n 這里主要介紹 Winkler地基梁的計(jì)算方法。n Winkler地基梁計(jì)算方法（亦稱基床系數(shù)法）是彈性地基上梁解法中較為典型的， 對(duì)于抗剪強(qiáng)度較低的軟弱地基、薄壓縮層地基及建筑較長(zhǎng)而剛度較差等情況較為適用。具體計(jì)算有解析法、有限差分法和有限元法。通過(guò)解析法說(shuō)明計(jì)算原理： a)將條基視為連續(xù)的地基梁； b)將地基分割成離散的彈簧，在荷載下的變形； c)基底壓力分布，與沉降曲線有相同的分布形式； (1) Winkler 地基 Winkler地基是假設(shè) 地基表面任一點(diǎn)所受的壓力強(qiáng)度與相應(yīng)地基豎向位移成正比 ，與其他各點(diǎn)壓強(qiáng)無(wú)關(guān)。即： 式中： p— 地基上任一點(diǎn)的力強(qiáng)度， kN/m2。 k— 基床系數(shù) ， kN/m3。 s— 壓力作用點(diǎn)的地基變形量 ， m。 實(shí)際上是把地基視為剛性底座上一系列不相連的、獨(dú)立的彈簧組成的體系，每個(gè)彈簧的豎向位移僅與作用它上面的壓力有關(guān)。 n 文克爾地基模型(2) Winkler 地基上梁撓曲基本微分方程及部分解答Winkler 地基上梁的基本撓曲微分方程，基本未知數(shù)為撓度 。通解為待定的積分常數(shù)，由邊界條件確定。 梁的特征長(zhǎng)度： ：短梁（剛性梁）：有限長(zhǎng)梁（有限剛度梁）：無(wú)限長(zhǎng)梁（柔性梁）梁的柔度特征值 [1/長(zhǎng)度 ]： n 對(duì)于無(wú)限長(zhǎng)梁和半無(wú)限長(zhǎng)梁，在集中力 F0與集中力偶M0作用下（無(wú)限長(zhǎng)梁的力作用在梁的中點(diǎn)，半無(wú)限長(zhǎng)梁的力作用在梁的端點(diǎn)），其撓度 w、轉(zhuǎn)角 、彎矩 M及剪力 V的計(jì)算如下表所示。對(duì)于多個(gè)集中荷載作用下的結(jié)果，可以采用疊加原理計(jì)算。（ 3）基礎(chǔ)梁內(nèi)力計(jì)算 —1) 無(wú)限和半無(wú)限長(zhǎng)梁 1) 無(wú)限長(zhǎng)梁邊界條件：(1) x＝ ∞,w=0(2) x=0,V=F0/2(3) x=0,dw/dx=0邊界條件：(1) x＝ ∞,w=0(2) x=0,w=0(3) x=0,M=M0/22) 半無(wú)限長(zhǎng)梁半無(wú)限長(zhǎng)梁邊界條件：(1) x＝ ∞,w=0(2) x=0,M=0(3) x=0,V=F0邊界條件：(1) x＝ ∞,w=0(2) x=0,M=M0(3) x=0,V=02)有限長(zhǎng)梁 實(shí)例 2示意圖 1．確定地基的基床系數(shù)及梁的柔度指數(shù) 基底附加壓力近似按地基的平均分布考慮： 基底中心點(diǎn)沉降量可以通過(guò)淺基礎(chǔ)沉降計(jì)算方法獲得： 基礎(chǔ)平均沉降： 基床系數(shù)： 柔度指數(shù)： 故屬于有限長(zhǎng)梁。2
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