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连续基础连续基础第第 3 章章 3 连续基础连续基础2022/12/282n n阐述阐述共同工作共同工作的基本概念的基本概念n n介绍地基计算模型和文克尔地基上梁的计介绍地基计算模型和文克尔地基上梁的计算方法算方法n n介绍柱下条形基础、筏板基础、箱形基础介绍柱下条形基础、筏板基础、箱形基础的简化设计方法的简化设计方法n n了解地基上梁板设计的概念和方法。了解地基上梁板设计的概念和方法。本章主要内容本章主要内容 3 连续基础连续基础本章内容本章内容n n3.1 概述概述n n3.2 地基、基础与上部结构相互作用的概念地基、基础与上部结构相互作用的概念n n3.3 地基计算模型地基计算模型n n3.4 文克勒地基上梁的计算文克勒地基上梁的计算n n3.5 地基上梁的数值分析地基上梁的数值分析n n3.6 柱下条形基础柱下条形基础n n3.7 柱下交叉条形基础柱下交叉条形基础n n3.8 筏形基础与箱形基础筏形基础与箱形基础 3 连续基础连续基础3.1 概述概述n n连续基础连续基础 柱下独立基础、交叉条形基础、筏板基础和箱型柱下独立基础、交叉条形基础、筏板基础和箱型柱下独立基础、交叉条形基础、筏板基础和箱型柱下独立基础、交叉条形基础、筏板基础和箱型基础的统称。基础的统称。基础的统称。基础的统称。n n连续基础的特点连续基础的特点具有较大的基础底面积，承载高具有较大的基础底面积，承载高具有较大的基础底面积，承载高具有较大的基础底面积，承载高，易于满足地基，易于满足地基，易于满足地基，易于满足地基承载力的要求承载力的要求承载力的要求承载力的要求；连续基础的连续性可以大大连续基础的连续性可以大大连续基础的连续性可以大大连续基础的连续性可以大大加强建筑物的整体刚加强建筑物的整体刚加强建筑物的整体刚加强建筑物的整体刚度度度度，有利于减小不均匀沉降及提高建筑物的抗震有利于减小不均匀沉降及提高建筑物的抗震有利于减小不均匀沉降及提高建筑物的抗震有利于减小不均匀沉降及提高建筑物的抗震性能性能性能性能；箱基和带地下室的筏基可提高地基承载力，箱基和带地下室的筏基可提高地基承载力，箱基和带地下室的筏基可提高地基承载力，箱基和带地下室的筏基可提高地基承载力，并能并能并能并能以挖去的土重以挖去的土重以挖去的土重以挖去的土重补偿建筑物部分或全部重量。补偿建筑物部分或全部重量。补偿建筑物部分或全部重量。补偿建筑物部分或全部重量。补偿性基础补偿性基础 3 连续基础连续基础 柱下条形基础柱下条形基础 3 连续基础连续基础柱下十字交叉基础柱下十字交叉基础双向柱下双向柱下条形基础条形基础 3 连续基础连续基础 筏形（筏板）基础筏形（筏板）基础 3 连续基础连续基础底板底板外外墙墙内内墙墙 箱形基础箱形基础由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好顶板顶板 3 连续基础连续基础2022/12/289连续基础常用在以下情况中：连续基础常用在以下情况中：1 1）需要）需要较大的底面积较大的底面积去满足地基承载力要求，去满足地基承载力要求，此时可将扩展式基础的底板连接成条或片。此时可将扩展式基础的底板连接成条或片。2 2）需要利用连续基础的）需要利用连续基础的刚度刚度去调整地基的不均去调整地基的不均匀变形，或改善建筑物的抗震性能。匀变形，或改善建筑物的抗震性能。3 3）建筑物的）建筑物的功能需要功能需要设置连续的底板时，例如设置连续的底板时，例如地下室、船坞、储液池等。地下室、船坞、储液池等。3 连续基础连续基础3.1 概述概述 3 连续基础连续基础2022/12/28基础工程课件 连续基础一般可看成是地基上的受弯构件连续基础一般可看成是地基上的受弯构件梁或板梁或板。它们的挠曲特征、基底反力和截面内。它们的挠曲特征、基底反力和截面内力分布都与地基、基础以及上部结构的相对刚度力分布都与地基、基础以及上部结构的相对刚度特征有关。因此，应该从三者相互作用的观点出特征有关。因此，应该从三者相互作用的观点出发，采用适当的方法进行地基上梁或板的分析与发，采用适当的方法进行地基上梁或板的分析与设计。设计。3 连续基础连续基础3.1 概述概述n n连续基础的设计计算连续基础的设计计算看作地基上的受弯构件看作地基上的受弯构件看作地基上的受弯构件看作地基上的受弯构件 梁或板；梁或板；梁或板；梁或板；力学与变形特性与地基、基础及上部结构的相对力学与变形特性与地基、基础及上部结构的相对力学与变形特性与地基、基础及上部结构的相对力学与变形特性与地基、基础及上部结构的相对刚度特征有关；刚度特征有关；刚度特征有关；刚度特征有关；设计计算中要考虑地基、基础与上部结构的相互设计计算中要考虑地基、基础与上部结构的相互设计计算中要考虑地基、基础与上部结构的相互设计计算中要考虑地基、基础与上部结构的相互作用；作用；作用；作用；设计计算的关键是选择合理的地基计算模型。设计计算的关键是选择合理的地基计算模型。设计计算的关键是选择合理的地基计算模型。设计计算的关键是选择合理的地基计算模型。工程工程处理中的规定处理中的规定按照具体条件不考虑或计算整体弯距时，必须采取按照具体条件不考虑或计算整体弯距时，必须采取措施同时满足整体弯曲的受力要求。措施同时满足整体弯曲的受力要求。从结构布置上，限制梁板基础（或称连续基础）在从结构布置上，限制梁板基础（或称连续基础）在边柱或边墙以外的挑出尺寸，以减轻整体弯曲效应。边柱或边墙以外的挑出尺寸，以减轻整体弯曲效应。在确定地基反力图形时，除箱形基础按实测以外，在确定地基反力图形时，除箱形基础按实测以外，柱下条形基础和筏形基础纵向两端起向内一定范围，柱下条形基础和筏形基础纵向两端起向内一定范围，如如1-21-2开间，将平均反力加大开间，将平均反力加大10%10%20%20%设计。设计。基础梁板的受力钢筋至少应部分通长配置（具体数基础梁板的受力钢筋至少应部分通长配置（具体数量见有关规范），在合理的条件下，通长钢筋以多为量见有关规范），在合理的条件下，通长钢筋以多为好，尤其是顶面抵抗跨中弯曲的受拉钢筋，对筏板基好，尤其是顶面抵抗跨中弯曲的受拉钢筋，对筏板基础，这种钢筋应全部通长配置为宜。础，这种钢筋应全部通长配置为宜。3 连续基础连续基础3.2 地基、基础与上部结构的相互作用地基、基础与上部结构的相互作用n n设计中把三者视为统一的整体，考虑相互作用；设计中把三者视为统一的整体，考虑相互作用；设计中把三者视为统一的整体，考虑相互作用；设计中把三者视为统一的整体，考虑相互作用；n n对于压缩性较低的地基，一般不需考虑相互作用。对于压缩性较低的地基，一般不需考虑相互作用。对于压缩性较低的地基，一般不需考虑相互作用。对于压缩性较低的地基，一般不需考虑相互作用。地基地基基础基础上部结构上部结构 3 连续基础连续基础3.2.1 地基与基础的相互作用地基与基础的相互作用1.基底反力的分布规律基底反力的分布规律n n通常假设呈线性分布通常假设呈线性分布n n实际上非常复杂，与基础刚度及上部结构实际上非常复杂，与基础刚度及上部结构有关。有关。柔性基础柔性基础刚性基础刚性基础基础抗弯刚度较小，基础随地基变形而任意弯曲。基础抗弯刚度较大，基础底面不随地基变形而变化，保持平面。3 连续基础连续基础柔性基础柔性基础n n基础随地基变形而任意弯曲；基础随地基变形而任意弯曲；基础随地基变形而任意弯曲；基础随地基变形而任意弯曲；n n基础反力分布与基础上的荷载分基础反力分布与基础上的荷载分基础反力分布与基础上的荷载分基础反力分布与基础上的荷载分布一致；布一致；布一致；布一致；n n基础沉降变形呈基础沉降变形呈基础沉降变形呈基础沉降变形呈“中部大边缘小中部大边缘小中部大边缘小中部大边缘小”形；形；形；形；n n若使柔性基础变形均匀，荷载及若使柔性基础变形均匀，荷载及若使柔性基础变形均匀，荷载及若使柔性基础变形均匀，荷载及基底反力分布须呈基底反力分布须呈基底反力分布须呈基底反力分布须呈“中间小，中间小，中间小，中间小，边缘大边缘大边缘大边缘大”形。形。形。形。n n表明柔性基础缺乏刚度，无力调表明柔性基础缺乏刚度，无力调表明柔性基础缺乏刚度，无力调表明柔性基础缺乏刚度，无力调整基底的不均匀沉降，就不可整基底的不均匀沉降，就不可整基底的不均匀沉降，就不可整基底的不均匀沉降，就不可能使传至基底的荷载改变其原能使传至基底的荷载改变其原能使传至基底的荷载改变其原能使传至基底的荷载改变其原来的分布情况来的分布情况来的分布情况来的分布情况 3 连续基础连续基础刚性基础刚性基础n n中心荷载下基底反力边缘大、中中心荷载下基底反力边缘大、中中心荷载下基底反力边缘大、中中心荷载下基底反力边缘大、中间小；间小；间小；间小；n n由于边缘处首先剪切破坏，基底由于边缘处首先剪切破坏，基底由于边缘处首先剪切破坏，基底由于边缘处首先剪切破坏，基底反力呈马鞍形；反力呈马鞍形；反力呈马鞍形；反力呈马鞍形；n n具有刚度的基础，在迫使基底沉具有刚度的基础，在迫使基底沉具有刚度的基础，在迫使基底沉具有刚度的基础，在迫使基底沉降均匀的同时，也使基底压力发降均匀的同时，也使基底压力发降均匀的同时，也使基底压力发降均匀的同时，也使基底压力发生由中部向边缘转移。生由中部向边缘转移。生由中部向边缘转移。生由中部向边缘转移。n n架越作用架越作用架越作用架越作用：刚性基础跨越基底中：刚性基础跨越基底中：刚性基础跨越基底中：刚性基础跨越基底中部，将所承担的荷载相对集中的部，将所承担的荷载相对集中的部，将所承担的荷载相对集中的部，将所承担的荷载相对集中的传至基础边缘；传至基础边缘；传至基础边缘；传至基础边缘；n n砂土地基上基底反力接近抛物线砂土地基上基底反力接近抛物线砂土地基上基底反力接近抛物线砂土地基上基底反力接近抛物线形，粘性土地基呈马鞍形。形，粘性土地基呈马鞍形。形，粘性土地基呈马鞍形。形，粘性土地基呈马鞍形。3 连续基础连续基础基底反力的分布规律基底反力的分布规律刚性刚性基础基础 n n图图图图3-23-2中的实线反力图为按弹中的实线反力图为按弹中的实线反力图为按弹中的实线反力图为按弹性半空间理论求得的刚性基性半空间理论求得的刚性基性半空间理论求得的刚性基性半空间理论求得的刚性基础基底反力图，在基底边缘础基底反力图，在基底边缘础基底反力图，在基底边缘础基底反力图，在基底边缘处，其值趋于无穷大。处，其值趋于无穷大。处，其值趋于无穷大。处，其值趋于无穷大。n n事实上由于地基局部剪切破事实上由于地基局部剪切破事实上由于地基局部剪切破事实上由于地基局部剪切破坏（破坏区即塑性区），边坏（破坏区即塑性区），边坏（破坏区即塑性区），边坏（破坏区即塑性区），边缘处的接触压力不可能超过缘处的接触压力不可能超过缘处的接触压力不可能超过缘处的接触压力不可能超过一定的数值，因而势必引起一定的数值，因而势必引起一定的数值，因而势必引起一定的数值，因而势必引起反力的重新分布反力的重新分布反力的重新分布反力的重新分布，结果，结果，结果，结果，基基基基底反力图可呈底反力图可呈底反力图可呈底反力图可呈如图如图如图如图3-23-2中虚线中虚线中虚线中虚线所示的所示的所示的所示的马鞍形马鞍形马鞍形马鞍形。3 连续基础连续基础基底反力的分布规律基底反力的分布规律刚性刚性基础基础 n n受基础的受基础的受基础的受基础的架越作用架越作用架越作用架越作用以及土中以及土中以及土中以及土中塑性塑性塑性塑性区的开展而发生区的开展而发生区的开展而发生区的开展而发生反力反力反力反力重分布重分布重分布重分布两方面的综合影响两方面的综合影响两方面的综合影响两方面的综合影响n n随着荷载的增加，邻近基底边缘的塑性区逐渐扩随着荷载的增加，邻近基底边缘的塑性区逐渐扩随着荷载的增加，邻近基底边缘的塑性区逐渐扩随着荷载的增加，邻近基底边缘的塑性区逐渐扩大，所增加的荷载必须靠基底中部反力的增加来大，所增加的荷载必须靠基底中部反力的增加来大，所增加的荷载必须靠基底中部反力的增加来大，所增加的荷载必须靠基底中部反力的增加来平衡，反力图可以由马鞍形逐渐变成平衡，反力图可以由马鞍形逐渐变成平衡，反力图可以由马鞍形逐渐变成平衡，反力图可以由马鞍形逐渐变成抛物线形抛物线形抛物线形抛物线形。n n一般说来，无论粘性土或无粘性土地基，只要刚一般说来，无论粘性土或无粘性土地基，只要刚一般说来，无论粘性土或无粘性土地基，只要刚一般说来，无论粘性土或无粘性土地基，只要刚性基础埋深和基底面积足够大、而荷载又不太大性基础埋深和基底面积足够大、而荷载又不太大性基础埋深和基底面积足够大、而荷载又不太大性基础埋深和基底面积足够大、而荷载又不太大时，基底反力均呈马鞍形分布。时，基底反力均呈马鞍形分布。时，基底反力均呈马鞍形分布。时，基底反力均呈马鞍形分布。3 连续基础连续基础2022/12/2820相对刚度的影响相对刚度的影响n n 上部结构、基础与地基三者相互作用的结上部结构、基础与地基三者相互作用的结果受三者之间果受三者之间相对刚度相对刚度的影响很大。可以的影响很大。可以分以下几种情况进行分析：分以下几种情况进行分析：n n上部结构和基础的刚度都很小上部结构和基础的刚度都很小上部结构和基础的刚度都很小上部结构和基础的刚度都很小 n n基础刚度很大基础刚度很大基础刚度很大基础刚度很大n n有限刚度的基础有限刚度的基础有限刚度的基础有限刚度的基础 3 连续基础连续基础基础相对刚度的影响基础相对刚度的影响n n相对刚度大：具有架越作相对刚度大：具有架越作相对刚度大：具有架越作相对刚度大：具有架越作用，并且随荷载增大而减用，并且随荷载增大而减用，并且随荷载增大而减用，并且随荷载增大而减小，基底压力趋于均匀；小，基底压力趋于均匀；小，基底压力趋于均匀；小，基底压力趋于均匀；n n相对刚度小：基底反力出相对刚度小：基底反力出相对刚度小：基底反力出相对刚度小：基底反力出现应力集中现象，基础内现应力集中现象，基础内现应力集中现象，基础内现应力集中现象，基础内力很小。力很小。力很小。力很小。n n基础相对刚度越强，沉降基础相对刚度越强，沉降基础相对刚度越强，沉降基础相对刚度越强，沉降越均匀，基础内力相应越越均匀，基础内力相应越越均匀，基础内力相应越越均匀，基础内力相应越大。大。大。大。架越作用取决于基础相对刚度、土的压缩性及基底塑性区大小架越作用取决于基础相对刚度、土的压缩性及基底塑性区大小 3 连续基础连续基础基底压力的分布可用基底压力的分布可用基底压力的分布可用基底压力的分布可用应变片式或钢弦式土压力盒应变片式或钢弦式土压力盒应变片式或钢弦式土压力盒应变片式或钢弦式土压力盒实测（图实测（图实测（图实测（图3-33-3）。）。）。）。钢弦式土压力盒钢弦式土压力盒钢弦式土压力盒钢弦式土压力盒 3 连续基础连续基础基底反力的分布规律基底反力的分布规律基础相对基础相对刚度的影响刚度的影响 n n粘性粘性粘性粘性土地基上土地基上土地基上土地基上相对刚度很大相对刚度很大相对刚度很大相对刚度很大的基础。的基础。的基础。的基础。n n当荷载不太大时，地基中的塑性区很当荷载不太大时，地基中的塑性区很当荷载不太大时，地基中的塑性区很当荷载不太大时，地基中的塑性区很小，基础的小，基础的小，基础的小，基础的架越作用很明显架越作用很明显架越作用很明显架越作用很明显；n n随着随着随着随着荷载的增加，荷载的增加，荷载的增加，荷载的增加，塑性区不断扩大，塑性区不断扩大，塑性区不断扩大，塑性区不断扩大，基底反力将逐渐趋于均匀基底反力将逐渐趋于均匀基底反力将逐渐趋于均匀基底反力将逐渐趋于均匀。n n在接近液态的软土中，反力近乎呈直在接近液态的软土中，反力近乎呈直在接近液态的软土中，反力近乎呈直在接近液态的软土中，反力近乎呈直线分布。线分布。线分布。线分布。n n刚性基础基底反力的分布只与基础刚性基础基底反力的分布只与基础刚性基础基底反力的分布只与基础刚性基础基底反力的分布只与基础荷载合力的大小和作用点位置有关，荷载合力的大小和作用点位置有关，荷载合力的大小和作用点位置有关，荷载合力的大小和作用点位置有关，而与荷载的分布情况无关而与荷载的分布情况无关而与荷载的分布情况无关而与荷载的分布情况无关。n n当荷载合力偏心较大时，相反当荷载合力偏心较大时，相反当荷载合力偏心较大时，相反当荷载合力偏心较大时，相反一一一一 侧侧侧侧的基底可能与地基脱离接触。的基底可能与地基脱离接触。的基底可能与地基脱离接触。的基底可能与地基脱离接触。3 连续基础连续基础基底反力的分布规律基底反力的分布规律基础相对基础相对刚度的影响刚度的影响 n n表示位于岩石或压缩性很低的地基上表示位于岩石或压缩性很低的地基上表示位于岩石或压缩性很低的地基上表示位于岩石或压缩性很低的地基上抗弯刚度相对很抗弯刚度相对很抗弯刚度相对很抗弯刚度相对很小小小小的基础。的基础。的基础。的基础。n n其其其其架越作用甚架越作用甚架越作用甚架越作用甚微微微微，基础上的集中荷载直接传播到靠近荷载的，基础上的集中荷载直接传播到靠近荷载的，基础上的集中荷载直接传播到靠近荷载的，基础上的集中荷载直接传播到靠近荷载的窄小面积内。窄小面积内。窄小面积内。窄小面积内。n n此时，此时，此时，此时，基础荷载与基底反力基础荷载与基底反力基础荷载与基底反力基础荷载与基底反力两者的两者的两者的两者的分布分布分布分布有明显的有明显的有明显的有明显的一致一致一致一致性，因性，因性，因性，因而基础的内力很小。而基础的内力很小。而基础的内力很小。而基础的内力很小。n n相对柔性基础在远离集中荷载作用点的基底容易出现相对柔性基础在远离集中荷载作用点的基底容易出现相对柔性基础在远离集中荷载作用点的基底容易出现相对柔性基础在远离集中荷载作用点的基底容易出现与地基脱开的现象。与地基脱开的现象。与地基脱开的现象。与地基脱开的现象。3 连续基础连续基础n n结论结论基础基础架越作用的强弱取决于基础的相对刚度、架越作用的强弱取决于基础的相对刚度、土的压缩性以及基底下塑性区的大小。土的压缩性以及基底下塑性区的大小。n n当当基础相对愈刚时，随着基础挠曲的减小基础相对愈刚时，随着基础挠曲的减小（即（即沉降愈均匀），沉降愈均匀），基底反力的分布与荷载的分布基底反力的分布与荷载的分布愈不愈不一致一致。n n当当当当地基局部软硬变化较大时（如石芽型地基），可地基局部软硬变化较大时（如石芽型地基），可地基局部软硬变化较大时（如石芽型地基），可地基局部软硬变化较大时（如石芽型地基），可以采用整体刚度较大的连续基础；以采用整体刚度较大的连续基础；以采用整体刚度较大的连续基础；以采用整体刚度较大的连续基础；n n而当地基为岩石或压缩性很低的土层时，宜优先考而当地基为岩石或压缩性很低的土层时，宜优先考而当地基为岩石或压缩性很低的土层时，宜优先考而当地基为岩石或压缩性很低的土层时，宜优先考虑采用扩展基础，如采用连续基础，抗弯刚度不宜虑采用扩展基础，如采用连续基础，抗弯刚度不宜虑采用扩展基础，如采用连续基础，抗弯刚度不宜虑采用扩展基础，如采用连续基础，抗弯刚度不宜太大，这样可以取得较为经济的效果。太大，这样可以取得较为经济的效果。太大，这样可以取得较为经济的效果。太大，这样可以取得较为经济的效果。3 连续基础连续基础邻近荷载的影响邻近荷载的影响n n邻邻近近荷荷载载会会对对基基础础产产生生附附加加应应力力，进进而而使使受受影影响响一一侧侧的的基基础础沉沉降降增增加加，引引起起局局部部反反力力卸卸载载（即即邻邻近近荷荷载载引引起起的的附附加加沉沉降降使使基基底局部接触应力减小）；底局部接触应力减小）；n n邻近荷载引起的局部反力卸载使基底反力邻近荷载引起的局部反力卸载使基底反力重新分布，受影响一侧边缘处的基底反力重新分布，受影响一侧边缘处的基底反力向基础中部转移，改变基底反力的分布。向基础中部转移，改变基底反力的分布。n n较大的邻近荷载会使基底反力分布呈现较大的邻近荷载会使基底反力分布呈现“中间大、边缘小中间大、边缘小”的形态。的形态。3 连续基础连续基础 邻近荷载的影响邻近荷载的影响n n例如，上海市四平大例如，上海市四平大例如，上海市四平大例如，上海市四平大楼的第三单元两端楼的第三单元两端楼的第三单元两端楼的第三单元两端各有紧靠的同时建各有紧靠的同时建各有紧靠的同时建各有紧靠的同时建造的相邻单元，其造的相邻单元，其造的相邻单元，其造的相邻单元，其箱基纵向基底反力箱基纵向基底反力箱基纵向基底反力箱基纵向基底反力分布呈现为中间大分布呈现为中间大分布呈现为中间大分布呈现为中间大两端小的向下凸的两端小的向下凸的两端小的向下凸的两端小的向下凸的双拱形，而显著地双拱形，而显著地双拱形，而显著地双拱形，而显著地有别于无邻近荷载有别于无邻近荷载有别于无邻近荷载有别于无邻近荷载影响时的马鞍形分影响时的马鞍形分影响时的马鞍形分影响时的马鞍形分布。布。布。布。3 连续基础连续基础3.2.1 地基与基础的相互作用地基与基础的相互作用n n2.地基非均质性的影响地基非均质性的影响 地基压缩性的不均匀及柱荷载的分布，都会地基压缩性的不均匀及柱荷载的分布，都会地基压缩性的不均匀及柱荷载的分布，都会地基压缩性的不均匀及柱荷载的分布，都会对基础内力产生影响。下对基础内力产生影响。下对基础内力产生影响。下对基础内力产生影响。下图表示地基压缩性图表示地基压缩性不均匀的两种相反情况，两基础的柱荷载相不均匀的两种相反情况，两基础的柱荷载相同，但其挠曲情况和弯矩图则截然不同。同，但其挠曲情况和弯矩图则截然不同。3 连续基础连续基础 地基非均质性的影响地基非均质性的影响 n n表明当表明当表明当表明当地基压缩性显著不均匀时，按常规设计法地基压缩性显著不均匀时，按常规设计法地基压缩性显著不均匀时，按常规设计法地基压缩性显著不均匀时，按常规设计法求得的基础内力可能与实际情况相差很大求得的基础内力可能与实际情况相差很大求得的基础内力可能与实际情况相差很大求得的基础内力可能与实际情况相差很大。n n 此时此时如增加基础刚度以调整不均匀沉降，如增加基础刚度以调整不均匀沉降，则二者弯矩图的差别将更加突出。则二者弯矩图的差别将更加突出。3 连续基础连续基础n n图表示不均匀地基上基础柱荷载分布情况不同所图表示不均匀地基上基础柱荷载分布情况不同所图表示不均匀地基上基础柱荷载分布情况不同所图表示不均匀地基上基础柱荷载分布情况不同所造成影响的鲜明对照。图（造成影响的鲜明对照。图（造成影响的鲜明对照。图（造成影响的鲜明对照。图（a a）和（）和（）和（）和（b b）的情况）的情况）的情况）的情况最为有利；而（最为有利；而（最为有利；而（最为有利；而（c c）和（）和（）和（）和（d d）则是最不利的。）则是最不利的。）则是最不利的。）则是最不利的。3 连续基础连续基础3.2.2 地基变形对上部结构的影响地基变形对上部结构的影响n n上部结构刚度上部结构刚度 整个上部结构对基础不均匀沉降或挠曲的抵抗能整个上部结构对基础不均匀沉降或挠曲的抵抗能整个上部结构对基础不均匀沉降或挠曲的抵抗能整个上部结构对基础不均匀沉降或挠曲的抵抗能力力力力，或称为整体刚度，或称为整体刚度，或称为整体刚度，或称为整体刚度。刚度越大，调整不均匀沉。刚度越大，调整不均匀沉。刚度越大，调整不均匀沉。刚度越大，调整不均匀沉降的能力就越强。降的能力就越强。降的能力就越强。降的能力就越强。n n上部结构按整体刚度的分类上部结构按整体刚度的分类柔性结构柔性结构敏感性结构敏感性结构刚性结构刚性结构结构对不均匀沉降有较大的顺从性不均匀沉降会引起结构内较大的附加应力不均匀沉降会引起基础的转动倾斜木结构木结构排架结构排架结构砌体结构砌体结构框架结构框架结构高耸结构物高耸结构物烟囱、水塔等烟囱、水塔等 3 连续基础连续基础 1.柔性结构柔性结构n n以屋架以屋架-柱柱-基础为承重基础为承重体系的木结构和排架结体系的木结构和排架结构是典型的柔性结构。构是典型的柔性结构。n n图示两跨对称排架，设三个图示两跨对称排架，设三个图示两跨对称排架，设三个图示两跨对称排架，设三个柱基的条件相同，由于屋架柱基的条件相同，由于屋架柱基的条件相同，由于屋架柱基的条件相同，由于屋架铰接于柱顶，整个承重体系铰接于柱顶，整个承重体系铰接于柱顶，整个承重体系铰接于柱顶，整个承重体系对基础的不均匀沉降有很大对基础的不均匀沉降有很大对基础的不均匀沉降有很大对基础的不均匀沉降有很大的顺从性的顺从性的顺从性的顺从性，故在图示柱顶荷，故在图示柱顶荷，故在图示柱顶荷，故在图示柱顶荷载作用下发生的载作用下发生的载作用下发生的载作用下发生的柱基沉降差柱基沉降差柱基沉降差柱基沉降差不会引起主体结构的附加应不会引起主体结构的附加应不会引起主体结构的附加应不会引起主体结构的附加应力力力力（次应力），传给基础的（次应力），传给基础的（次应力），传给基础的（次应力），传给基础的柱荷载也不因此而有所改变。柱荷载也不因此而有所改变。柱荷载也不因此而有所改变。柱荷载也不因此而有所改变。3 连续基础连续基础 1.柔性结构柔性结构n n一般一般一般一般静定结构静定结构静定结构静定结构与地基变形之间并不存在彼此制约、与地基变形之间并不存在彼此制约、与地基变形之间并不存在彼此制约、与地基变形之间并不存在彼此制约、相互作用的关系，都可以划为相互作用的关系，都可以划为相互作用的关系，都可以划为相互作用的关系，都可以划为柔性结构柔性结构柔性结构柔性结构一类。这一类。这一类。这一类。这是最适合采用常规方法设计基础的类型。是最适合采用常规方法设计基础的类型。是最适合采用常规方法设计基础的类型。是最适合采用常规方法设计基础的类型。n n对这类结构的地基变形虽然限制较宽，对这类结构的地基变形虽然限制较宽，对这类结构的地基变形虽然限制较宽，对这类结构的地基变形虽然限制较宽，但仍然不但仍然不但仍然不但仍然不允许基础出现过量的沉降或沉降差。允许基础出现过量的沉降或沉降差。允许基础出现过量的沉降或沉降差。允许基础出现过量的沉降或沉降差。n n高压缩性地基上的排架结构也会因柱基不均匀沉降而高压缩性地基上的排架结构也会因柱基不均匀沉降而高压缩性地基上的排架结构也会因柱基不均匀沉降而高压缩性地基上的排架结构也会因柱基不均匀沉降而出现出现出现出现围护结构围护结构围护结构围护结构（当（当（当（当与主体结构有超静定联系时与主体结构有超静定联系时与主体结构有超静定联系时与主体结构有超静定联系时）的）的）的）的开开开开裂损坏裂损坏裂损坏裂损坏，以及在，以及在，以及在，以及在其它结构上和使用功能上的问题其它结构上和使用功能上的问题其它结构上和使用功能上的问题其它结构上和使用功能上的问题（详（详（详（详见见见见2.4.32.4.3节）。节）。节）。节）。3 连续基础连续基础 2.敏感性结构敏感性结构n n最最最最常见的常见的常见的常见的砖石砌体承重结构和钢筋混凝土框架结砖石砌体承重结构和钢筋混凝土框架结砖石砌体承重结构和钢筋混凝土框架结砖石砌体承重结构和钢筋混凝土框架结构构构构，对基础不均匀沉降的反应都很灵敏（即，对基础不均匀沉降的反应都很灵敏（即，对基础不均匀沉降的反应都很灵敏（即，对基础不均匀沉降的反应都很灵敏（即，很很很很小的沉降差异就足以引起较大的附加应力，若结小的沉降差异就足以引起较大的附加应力，若结小的沉降差异就足以引起较大的附加应力，若结小的沉降差异就足以引起较大的附加应力，若结构本身的强度贮备不足，就很容易发生开裂现象构本身的强度贮备不足，就很容易发生开裂现象构本身的强度贮备不足，就很容易发生开裂现象构本身的强度贮备不足，就很容易发生开裂现象），特称之，特称之，特称之，特称之为敏感性结构为敏感性结构为敏感性结构为敏感性结构。3 连续基础连续基础（1）一般房屋墙砌体）一般房屋墙砌体长长长长高比（高比（高比（高比（L L/HH）比普通梁构件要小很多，都具有相）比普通梁构件要小很多，都具有相）比普通梁构件要小很多，都具有相）比普通梁构件要小很多，都具有相当的抗弯刚度。当的抗弯刚度。当的抗弯刚度。当的抗弯刚度。n n将将将将整个墙体（地基上的整个墙体（地基上的整个墙体（地基上的整个墙体（地基上的“深梁深梁深梁深梁”）看成）看成）看成）看成“基础基础基础基础”，并，并，并，并设想它在顶面上的均布荷载作用下发生纵向挠曲，此设想它在顶面上的均布荷载作用下发生纵向挠曲，此设想它在顶面上的均布荷载作用下发生纵向挠曲，此设想它在顶面上的均布荷载作用下发生纵向挠曲，此时，由于架越作用，墙下基底时，由于架越作用，墙下基底时，由于架越作用，墙下基底时，由于架越作用，墙下基底反力将呈与荷载分布不反力将呈与荷载分布不反力将呈与荷载分布不反力将呈与荷载分布不一致的马鞍形，而使墙身一致的马鞍形，而使墙身一致的马鞍形，而使墙身一致的马鞍形，而使墙身产生次应力。产生次应力。产生次应力。产生次应力。n n由于由于由于由于一般砌体的抗拉、抗剪强度很低，墙身往往因此一般砌体的抗拉、抗剪强度很低，墙身往往因此一般砌体的抗拉、抗剪强度很低，墙身往往因此一般砌体的抗拉、抗剪强度很低，墙身往往因此出现裂缝出现裂缝出现裂缝出现裂缝。n n结构对不均匀沉降的敏感性结构对不均匀沉降的敏感性是受与其体型是受与其体型和变形性质有关的和变形性质有关的刚度刚度以及建筑材料的以及建筑材料的强强度度这两方面因素控制的。这两方面因素控制的。3 连续基础连续基础（2）框架结构）框架结构构件构件构件构件之间的刚性联结，使之之间的刚性联结，使之之间的刚性联结，使之之间的刚性联结，使之在在在在调整地基不均匀沉降的同调整地基不均匀沉降的同调整地基不均匀沉降的同调整地基不均匀沉降的同时，也引起了结构中的次应时，也引起了结构中的次应时，也引起了结构中的次应时，也引起了结构中的次应力力力力。框架在按其整体刚度的强弱框架在按其整体刚度的强弱框架在按其整体刚度的强弱框架在按其整体刚度的强弱对基础不均匀沉降进行调整对基础不均匀沉降进行调整对基础不均匀沉降进行调整对基础不均匀沉降进行调整的同时，也使的同时，也使的同时，也使的同时，也使中柱一部分荷中柱一部分荷中柱一部分荷中柱一部分荷载向边柱转移、基础转动、载向边柱转移、基础转动、载向边柱转移、基础转动、载向边柱转移、基础转动、梁柱梁柱梁柱梁柱挠曲而出现次应力挠曲而出现次应力挠曲而出现次应力挠曲而出现次应力。3 连续基础连续基础 3 连续基础连续基础如将图（如将图（如将图（如将图（a a）按柱分离配置的扩展基础改为图（按柱分离配置的扩展基础改为图（按柱分离配置的扩展基础改为图（按柱分离配置的扩展基础改为图（b b）所示的所示的所示的所示的三柱共用的条形基础，则可借助条形基础的抗弯刚度来加三柱共用的条形基础，则可借助条形基础的抗弯刚度来加三柱共用的条形基础，则可借助条形基础的抗弯刚度来加三柱共用的条形基础，则可借助条形基础的抗弯刚度来加强框架结构调整各柱不均匀沉降的能力，并使框架的变形强框架结构调整各柱不均匀沉降的能力，并使框架的变形强框架结构调整各柱不均匀沉降的能力，并使框架的变形强框架结构调整各柱不均匀沉降的能力，并使框架的变形和次应力都得到改善和次应力都得到改善和次应力都得到改善和次应力都得到改善。这样，条形基础的挠曲、基底反力以及弯矩分布图就不但这样，条形基础的挠曲、基底反力以及弯矩分布图就不但这样，条形基础的挠曲、基底反力以及弯矩分布图就不但这样，条形基础的挠曲、基底反力以及弯矩分布图就不但与地基的变形特性有关，也要同时受到框架刚度的制约与地基的变形特性有关，也要同时受到框架刚度的制约与地基的变形特性有关，也要同时受到框架刚度的制约与地基的变形特性有关，也要同时受到框架刚度的制约。图中表示：由于地基、基础、框架三者图中表示：由于地基、基础、框架三者图中表示：由于地基、基础、框架三者图中表示：由于地基、基础、框架三者相互作用的结果，相互作用的结果，相互作用的结果，相互作用的结果，中柱作用于基础的荷载向边柱有所转移、边柱柱脚出现减中柱作用于基础的荷载向边柱有所转移、边柱柱脚出现减中柱作用于基础的荷载向边柱有所转移、边柱柱脚出现减中柱作用于基础的荷载向边柱有所转移、边柱柱脚出现减少基础正向挠曲的力矩增量，使柱间基础的弯矩图上移，少基础正向挠曲的力矩增量，使柱间基础的弯矩图上移，少基础正向挠曲的力矩增量，使柱间基础的弯矩图上移，少基础正向挠曲的力矩增量，使柱间基础的弯矩图上移，从而减少了基础的正弯矩从而减少了基础的正弯矩从而减少了基础的正弯矩从而减少了基础的正弯矩（图中虚线为不考虑框架刚度影（图中虚线为不考虑框架刚度影（图中虚线为不考虑框架刚度影（图中虚线为不考虑框架刚度影响时的基础弯矩图）。响时的基础弯矩图）。响时的基础弯矩图）。响时的基础弯矩图）。3 连续基础连续基础 3 连续基础连续基础图（图（图（图（c c）表示压缩性地基上只受有对称的柱顶荷载表示压缩性地基上只受有对称的柱顶荷载表示压缩性地基上只受有对称的柱顶荷载表示压缩性地基上只受有对称的柱顶荷载的多层框架结构的情况。的多层框架结构的情况。的多层框架结构的情况。的多层框架结构的情况。框架整体刚度和传至基础的柱荷载都随层数增加。框架整体刚度和传至基础的柱荷载都随层数增加。框架整体刚度和传至基础的柱荷载都随层数增加。框架整体刚度和传至基础的柱荷载都随层数增加。在地基沉降和基础挠曲都相应增加的同时，框架在地基沉降和基础挠曲都相应增加的同时，框架在地基沉降和基础挠曲都相应增加的同时，框架在地基沉降和基础挠曲都相应增加的同时，框架与条形基础双方都将发挥与其刚度相适应的作用，与条形基础双方都将发挥与其刚度相适应的作用，与条形基础双方都将发挥与其刚度相适应的作用，与条形基础双方都将发挥与其刚度相适应的作用，共共共共参与调整地基的不均匀沉降。此时，参与调整地基的不均匀沉降。此时，参与调整地基的不均匀沉降。此时，参与调整地基的不均匀沉降。此时，基础分担基础分担基础分担基础分担内力的比例将随框架层数的增加而降低内力的比例将随框架层数的增加而降低内力的比例将随框架层数的增加而降低内力的比例将随框架层数的增加而降低，简单说，简单说，简单说，简单说，就是就是就是就是出现了基础内力向上部结构转移的现象出现了基础内力向上部结构转移的现象出现了基础内力向上部结构转移的现象出现了基础内力向上部结构转移的现象。这种转移的份额取决于框架结构、条形基础和地这种转移的份额取决于框架结构、条形基础和地这种转移的份额取决于框架结构、条形基础和地这种转移的份额取决于框架结构、条形基础和地基的相对刚度，增加基础的抗弯刚度，则上部结基的相对刚度，增加基础的抗弯刚度，则上部结基的相对刚度，增加基础的抗弯刚度，则上部结基的相对刚度，增加基础的抗弯刚度，则上部结构的次应力减小。构的次应力减小。构的次应力减小。构的次应力减小。3 连续基础连续基础n n归纳起来：归纳起来：归纳起来：归纳起来：n n 比较图比较图比较图比较图a a）与与与与b b），），），），上部结构刚度不变上部结构刚度不变上部结构刚度不变上部结构刚度不变，增大基增大基增大基增大基础刚度，础刚度，础刚度，础刚度，则基础的挠曲减小，基础内力增大，而上则基础的挠曲减小，基础内力增大，而上则基础的挠曲减小，基础内力增大，而上则基础的挠曲减小，基础内力增大，而上部结构的次应力减小；部结构的次应力减小；部结构的次应力减小；部结构的次应力减小；n n 基础刚度不变基础刚度不变基础刚度不变基础刚度不变，仅增大上部结构的刚度，仅增大上部结构的刚度，仅增大上部结构的刚度，仅增大上部结构的刚度，则基则基则基则基础的挠曲和内力都将减小础的挠曲和内力都将减小础的挠曲和内力都将减小础的挠曲和内力都将减小(图图图图3-7)3-7)，而上部结构的次，而上部结构的次，而上部结构的次，而上部结构的次应力将增大；应力将增大；应力将增大；应力将增大；n n 比较图比较图比较图比较图b b）与与与与c c），），），），基础刚度不变基础刚度不变基础刚度不变基础刚度不变，增大上部结增大上部结增大上部结增大上部结构刚度的同时柱荷载也