特種基礎(chǔ)：樁筏基礎(chǔ)-文庫吧在線文庫
【正文】 條件 當(dāng)按雙參數(shù)模型考慮矩形板自由端的邊界條件時(shí)，必須考慮集中的板邊反力 Q和集中的板角反力 R， Q和 R是由于板邊以外的土介質(zhì)的變形引起的，并沿板的邊界出現(xiàn)，可用下式近似表示： 板邊反力： 板角反力： )()(22222222xwywDMywxwDMhyhx????????????????cplllplbbbpbwGRxwywwGxQywxwwGyQ43])(21)([)(])(21)([)(2222??????????????????????????上式中， ，下標(biāo) b、 l 表示板邊，下標(biāo) c 表示板角。 (2) 存在問題： ? 樁筏基礎(chǔ)的樁頂反力并非相等，通常情況下是角樁、邊樁的反力較大，內(nèi)部樁反力較小，樁頂反力存在差異， 這樣的結(jié)果將導(dǎo)致板的內(nèi)力增大，因而按剛性板條法計(jì)算所得的結(jié)果偏于不安全； ? 剛性板條忽略了各板帶之間的變形協(xié)調(diào)和內(nèi)力，即板帶之間的剪力，計(jì)算結(jié)果比較粗糙，有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的失真； ? 各縱橫板帶交點(diǎn)處的墻、柱腳荷載由該處縱橫板帶共同承擔(dān)，并在該處應(yīng)滿足變形協(xié)調(diào)條件，各縱橫板帶上的計(jì)算荷載應(yīng)按變形協(xié)調(diào)條件由交點(diǎn)處的荷載在縱橫兩個(gè)方向上進(jìn)行分配。 ? 樁 筏的荷載分配 傳統(tǒng)的樁 筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，上部結(jié)構(gòu)荷載全部由樁承擔(dān)，樁間土體不承擔(dān)上部荷載。 樁土相互作用及其影響 (1) 樁土相互作用系數(shù) 分別用計(jì)算及現(xiàn)場實(shí)測等方法得到的樁土相互作用系數(shù)隨樁間距的變化情況見下圖： 樁 土相互作用系數(shù) 上圖所示結(jié)果表明： ? 樁土相互作用系數(shù)隨樁間距的增大而減??； ? 實(shí)測值與計(jì)算值之間存在比較明顯的差異； ? 樁間距超過 6倍樁間距后，樁土相互作用效應(yīng)明顯下降。 (3) 基坑開挖與支護(hù)：高層建筑的基坑開挖深度較大，隨之出現(xiàn)基坑支護(hù)、坑內(nèi)降水排水、引起地面沉降及變形，對(duì)周邊環(huán)境的影響等問題。 (2) 荷載復(fù)雜：同時(shí)存在比較大的豎向荷載和水平荷載，通常，建筑物層數(shù)每增加一層，基底壓力就增大10~15kPa；高層建筑的水平荷載主要考慮風(fēng)荷載與地震荷載。 特種結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的常見形式：板式（梁板式）基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)等。 ? 工程造價(jià)比較高，對(duì)于基礎(chǔ)方案的選擇有較高的要求。 (5) 造價(jià)高、工期長。筏板僅是一個(gè)受拉構(gòu)件，內(nèi)力和配筋按受拉構(gòu)件或上部結(jié)構(gòu)樓板的計(jì)算方法計(jì)算（僅考慮局部彎曲）。樁的相對(duì)剛度減小，基礎(chǔ)的沉降增大。 樁的分擔(dān)系數(shù)隨 KR的變化 樁的分擔(dān)系數(shù)與樁間距的關(guān)系 樁 筏基礎(chǔ)的構(gòu)造要求 (1) 底板的平面尺寸：通常根據(jù)布樁、上部結(jié)構(gòu)、及對(duì)地基分擔(dān)荷載的要求等因素確定。 ? 剛性板條法計(jì)算得到的是各板帶的平均內(nèi)力，不能反映內(nèi)力沿板帶寬度方向的分布； ? 剛性板條法計(jì)算的內(nèi)力沒有考慮基礎(chǔ)板整體彎曲的影響。 K為地基系數(shù)。 (3) 內(nèi)力計(jì)算 樁筏基礎(chǔ)底板的內(nèi)力及樁頂反力的計(jì)算是一個(gè)迭代計(jì)算的過程，迭代求解的步驟為： ? 利用差分方程計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的位移 w； ? 根據(jù)地基計(jì)算模型求解基底反力及樁頂反力； ? 根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算板邊、板角的集中反力； ? 根據(jù)內(nèi)力差分計(jì)算公式計(jì)算底板內(nèi)力； ? 調(diào)整剛度矩陣，再迭代反復(fù)計(jì)算。 ? 樁土支撐體系的剛度矩陣 建立考慮基礎(chǔ) 地基共同作用的有限元分析模型的關(guān)鍵點(diǎn)在于樁 土支撐體系剛度矩陣的建立，也是決定計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確的控制因素。 ???????? ?ssppspspsp KKKKKK ][][][ 1 ，?? 抗水平滑移驗(yàn)算 主要驗(yàn)算樁筏（箱）基礎(chǔ)在水平荷載作用下底板的抗水平滑移的安全性。 ? 樁頂彎矩在底板局部區(qū)域引起的剪力 底板在樁頂豎向力 N的作用下（ N為扣除底板自重的樁頂凈反力）可能的斜向破裂面為一環(huán)繞柱的棱柱體面。 ? 受基樁沖切 樁筏基礎(chǔ)底板受基樁沖切的承載力驗(yàn)算公式為： 其中， Nl 為 不計(jì)承臺(tái)和其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下，基樁或復(fù)合基樁的凈反力設(shè)計(jì)值。設(shè)樁箱基礎(chǔ)沿長、寬周邊深度方向土體的剪應(yīng)力為 τz，則總阻抗力 T為： 式中 U為箱基平面周長。 ? 總抗力 T的確定 對(duì)于選擇何種計(jì)算模式來計(jì)算樁箱（筏）基礎(chǔ)的沉降量，與樁箱（筏）基礎(chǔ)的總阻力 T密切相關(guān)，即屬于 PT還是屬于 P≤T的情況。 )1()1(202sesessendBIRAIREPBs???????)1()1(202sesesseccndBIRAIREPBms??????? 如果不考慮基底土對(duì)荷載的分擔(dān)作用，則基礎(chǔ)的沉降量直接取群樁的沉降量： 將兩者相比，可以得到： 其比值大于 1，由此可知不考慮基底土的荷載分擔(dān)作用，建筑物沉降將增大，結(jié)果偏于安全。采用“內(nèi)強(qiáng)外弱”的布樁形式時(shí)，總體沉降量會(huì)有少量增加，但差異沉降和基礎(chǔ)彎矩大大減小，因此當(dāng)對(duì)總體沉降量要求不太嚴(yán)格時(shí)，采用“內(nèi)強(qiáng)外弱”布樁是比較合理的。2seseccn dBIRAss????(3) 布樁與沉降的關(guān)系 研究表明，不同的布樁方式對(duì)樁筏基礎(chǔ)的沉降影響不同，常規(guī)采用均勻布樁的形式，一般情況下基礎(chǔ)沉降呈中間大周邊小的趨勢。 (2) 半經(jīng)驗(yàn)方法 研究表明，在計(jì)算樁箱基礎(chǔ)沉降時(shí)，整個(gè)基礎(chǔ)的縱向彎曲不大，可以將基礎(chǔ)作為剛性體考慮，此時(shí)，基礎(chǔ)沉降量 s可用下式近似計(jì)算（按淺基礎(chǔ)彈性力學(xué)公式計(jì)算）： cczz ?? ??? tan? ??? ? ?? ?? ni iiicxini h iicxi hcUdzcUT i 110)t a n()t a n( ????cxi?021EpBsse ???則作用在基礎(chǔ)上的總壓力為： 式中， Be為基礎(chǔ)的等效寬度， ， A為基礎(chǔ)面積， E0、μs分別為樁土共同作用的彈性模量和泊桑比。 ② P≤T的復(fù)合地基模式 當(dāng)外荷載 P小于等于總抗力 T時(shí)，群樁樁長范圍外的周圍土體同樣具備抵抗外荷載的能力，使樁箱基礎(chǔ)的沉降收到約束。 當(dāng)柱荷載較大，等厚度的底板難于滿足沖切承載力要求時(shí)，可以在底板上增設(shè)柱墩或在底板下局部增厚來提高底板的抗沖切承載力。 01 huNm??0201232111,hchcIMxvpv?????? ???c c2為順彎矩方向與垂直于彎矩方向的柱邊長度， x為剪切面上（ Ⅰ Ⅰ ）計(jì)算點(diǎn)距剪切面中心的距離，其最大值為 c， Ip為剪切面對(duì)其形心的極慣性矩。 PRKH ni ui ??? ?1樁筏基礎(chǔ)抗水平滑移驗(yàn)算 樁箱基礎(chǔ)抗水平滑移驗(yàn)算 ? 樁頂荷載分配 對(duì)于總的水平荷載和力矩的分配，常用簡化方法進(jìn)行荷載分配，假定底板的剛度遠(yuǎn)大于樁的剛度，在各單樁條件相同的情況下，每根樁承受的水平荷載相等。有限元方程為以下形式：
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