柱下条形基础、筏形基础和箱形基础.ppt
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1、第第3章章 柱下条形基础、筏形基础和箱形基础柱下条形基础、筏形基础和箱形基础n n本章学习要求:本章学习要求:本章学习要求:本章学习要求:uu理解:理解:理解:理解:vv上部结构、基础与地基的相互作用的概念上部结构、基础与地基的相互作用的概念上部结构、基础与地基的相互作用的概念上部结构、基础与地基的相互作用的概念;vv地基变形分析的常用模型;地基变形分析的常用模型;地基变形分析的常用模型;地基变形分析的常用模型;vv基础分析的三种方法。基础分析的三种方法。基础分析的三种方法。基础分析的三种方法。uu掌握掌握掌握掌握:vv柱下条形基础内力计算的三种方法的原理、柱下条形基础内力计算的三种方法的原理
2、、柱下条形基础内力计算的三种方法的原理、柱下条形基础内力计算的三种方法的原理、适用条件;适用条件;适用条件;适用条件;vv筏基与箱基的设计计算内容与方法。筏基与箱基的设计计算内容与方法。筏基与箱基的设计计算内容与方法。筏基与箱基的设计计算内容与方法。1地基与基础工程地基与基础工程3.1 概述概述n n基础形式基础形式基础形式基础形式uu柱下条形基础柱下条形基础柱下条形基础柱下条形基础uu筏形、箱形基础筏形、箱形基础筏形、箱形基础筏形、箱形基础:50m250mm250mm250mm250mm时,可做成坡时,可做成坡时,可做成坡时,可做成坡度度度度i i i i1:31:31:31:3的变厚翼板。
3、的变厚翼板。的变厚翼板。的变厚翼板。37地基与基础工程地基与基础工程柱下条形基础的结构与构造柱下条形基础的结构与构造38地基与基础工程地基与基础工程条形基础的端部宜向外伸出,其长度宜条形基础的端部宜向外伸出,其长度宜为第一跨距的为第一跨距的0.250.25倍倍39地基与基础工程地基与基础工程柱下条形基础的结构与构造柱下条形基础的结构与构造vv现浇柱与条形基础梁的交接处现浇柱与条形基础梁的交接处现浇柱与条形基础梁的交接处现浇柱与条形基础梁的交接处,其平面尺寸不,其平面尺寸不,其平面尺寸不,其平面尺寸不应小于下图要求。应小于下图要求。应小于下图要求。应小于下图要求。40地基与基础工程地基与基础工程
4、柱下条形基础的结构与构造柱下条形基础的结构与构造n n条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计算要求外,顶部钢筋按计算配筋全部贯通,底部算要求外,顶部钢筋按计算配筋全部贯通,底部算要求外,顶部钢筋按计算配筋全部贯通,底部算要求外,顶部钢筋按计算配筋全部贯通,底部通长钢筋不应少于底部受力钢筋截面总面积的通长钢筋不应少于底部受力钢筋截面总面积的通长钢筋不应少于底部受力钢筋截面总面积的通长钢筋不应少于底部受力钢筋截面总面积的1/31/31/31/341地基与基础工程地基与基
5、础工程柱下条形基础的结构与构造柱下条形基础的结构与构造n n柱下条形基础的混凝土强度等级不应低于柱下条形基础的混凝土强度等级不应低于柱下条形基础的混凝土强度等级不应低于柱下条形基础的混凝土强度等级不应低于C20C20C20C20。n n在软弱土地区的基础梁底面应设置厚度不小于在软弱土地区的基础梁底面应设置厚度不小于在软弱土地区的基础梁底面应设置厚度不小于在软弱土地区的基础梁底面应设置厚度不小于100mm100mm100mm100mm的砂石垫层;若用素混凝土垫层,则一般的砂石垫层;若用素混凝土垫层,则一般的砂石垫层;若用素混凝土垫层,则一般的砂石垫层;若用素混凝土垫层,则一般强度等级为强度等级为
6、强度等级为强度等级为C7.5C7.5C7.5C7.5,厚度不小于,厚度不小于,厚度不小于,厚度不小于75mm75mm75mm75mm。n n当基础梁的混凝土强度等级小于柱混凝土强度等当基础梁的混凝土强度等级小于柱混凝土强度等当基础梁的混凝土强度等级小于柱混凝土强度等当基础梁的混凝土强度等级小于柱混凝土强度等级时,尚应验算柱下基础梁顶面的局部受压荷载。级时,尚应验算柱下基础梁顶面的局部受压荷载。级时,尚应验算柱下基础梁顶面的局部受压荷载。级时,尚应验算柱下基础梁顶面的局部受压荷载。42地基与基础工程地基与基础工程柱下条形基础的设计计算柱下条形基础的设计计算uu主要设计内容主要设计内容主要设计内容
7、主要设计内容vv确定基础底面尺寸:确定基础底面尺寸:确定基础底面尺寸:确定基础底面尺寸:按照构造确定长度;按照构造确定长度;按照构造确定长度;按照构造确定长度;按地基承载力确定宽度;按地基承载力确定宽度;按地基承载力确定宽度;按地基承载力确定宽度;vv翼板计算:翼板厚和配筋;翼板计算:翼板厚和配筋;翼板计算:翼板厚和配筋;翼板计算:翼板厚和配筋;按按按按抗剪抗剪抗剪抗剪确定翼板厚度;确定翼板厚度;确定翼板厚度;确定翼板厚度;按按按按抗弯抗弯抗弯抗弯计算横向配筋。计算横向配筋。计算横向配筋。计算横向配筋。vv基础梁纵向内力分析;基础梁纵向内力分析;基础梁纵向内力分析;基础梁纵向内力分析;vv构造
8、设计。构造设计。构造设计。构造设计。翼板翼板肋梁肋梁43地基与基础工程地基与基础工程3.3.2 柱下条形基础内力计算方法柱下条形基础内力计算方法uu1.倒梁法倒梁法uu2.文克尔地基上梁的计算文克尔地基上梁的计算uu3.弹性半空间地基上梁的简化计算弹性半空间地基上梁的简化计算链杆法链杆法44地基与基础工程地基与基础工程倒梁法倒梁法uu不考虑地基、基础及上部结构共同作用不考虑地基、基础及上部结构共同作用不考虑地基、基础及上部结构共同作用不考虑地基、基础及上部结构共同作用vv假定:假定:假定:假定:上部结构刚性,上部结构刚性,上部结构刚性,上部结构刚性,柱脚无差异沉降柱脚无差异沉降柱脚无差异沉降柱
9、脚无差异沉降;基础近乎刚性基础近乎刚性基础近乎刚性基础近乎刚性(无整体弯曲无整体弯曲无整体弯曲无整体弯曲)基底反力初始假定为基底反力初始假定为基底反力初始假定为基底反力初始假定为线性分布(线性分布(线性分布(线性分布(注注注注:后续局后续局后续局后续局部调整部调整部调整部调整)vv计算模型:计算模型:计算模型:计算模型:柱脚固定铰支座;柱脚固定铰支座;柱脚固定铰支座;柱脚固定铰支座;倒置多跨连续梁;倒置多跨连续梁;倒置多跨连续梁;倒置多跨连续梁;地基净反力地基净反力地基净反力地基净反力线性分布。线性分布。线性分布。线性分布。45地基与基础工程地基与基础工程倒梁法倒梁法vv计算步骤计算步骤计算步
10、骤计算步骤参见教材参见教材参见教材参见教材P106,P106,图图图图3-183-18拟定基础尺寸,计算拟定基础尺寸,计算拟定基础尺寸,计算拟定基础尺寸,计算上部结构荷载上部结构荷载上部结构荷载上部结构荷载;计算计算计算计算地基净反力地基净反力地基净反力地基净反力(先按线性假设先按线性假设先按线性假设先按线性假设););););柱端柱端柱端柱端处理为处理为处理为处理为不动铰支座不动铰支座不动铰支座不动铰支座,绘,绘,绘,绘多跨连续梁多跨连续梁多跨连续梁多跨连续梁简图;简图;简图;简图;按连续梁按连续梁按连续梁按连续梁计算计算计算计算:弯矩、剪力、支座反力:弯矩、剪力、支座反力:弯矩、剪力、支座
11、反力:弯矩、剪力、支座反力;消除消除消除消除支座不平衡力支座不平衡力支座不平衡力支座不平衡力(基底反力调整);(基底反力调整);(基底反力调整);(基底反力调整);叠加计算,直至得:叠加计算,直至得:叠加计算,直至得:叠加计算,直至得:梁的最终内力、基梁的最终内力、基梁的最终内力、基梁的最终内力、基底反力底反力底反力底反力.46地基与基础工程地基与基础工程倒梁法倒梁法vv计算模型示意图计算模型示意图计算模型示意图计算模型示意图vv倒梁法的计算技能(结构力学方法)倒梁法的计算技能(结构力学方法)倒梁法的计算技能(结构力学方法)倒梁法的计算技能(结构力学方法)参考教材参考教材参考教材参考教材P10
12、6-108P106-108,及例题,及例题,及例题,及例题3-13-1!47地基与基础工程地基与基础工程倒梁法倒梁法vv倒梁法的适用条件:倒梁法的适用条件:倒梁法的适用条件:倒梁法的适用条件:上部结构刚性较好,荷载分布均匀;各柱之上部结构刚性较好,荷载分布均匀;各柱之上部结构刚性较好,荷载分布均匀;各柱之上部结构刚性较好,荷载分布均匀;各柱之间没有差异沉降。地基分布均匀。基础梁刚间没有差异沉降。地基分布均匀。基础梁刚间没有差异沉降。地基分布均匀。基础梁刚间没有差异沉降。地基分布均匀。基础梁刚度足够大度足够大度足够大度足够大(梁高梁高梁高梁高 柱距的柱距的柱距的柱距的1/6)1/6)时。时。时。
13、时。48地基与基础工程地基与基础工程文克尔地基上梁的计算文克尔地基上梁的计算uu考虑地基基础相互作用考虑地基基础相互作用考虑地基基础相互作用考虑地基基础相互作用vv原理原理原理原理:q梁顶线荷载;梁顶线荷载;kN/m;p基底面荷载;基底面荷载;kN/m;b基础梁的底面宽度基础梁的底面宽度49地基与基础工程地基与基础工程利用材料力学公式:利用材料力学公式:利用材料力学公式:利用材料力学公式:文克尔地基上梁的计算文克尔地基上梁的计算50地基与基础工程地基与基础工程由变形协调条件由变形协调条件由变形协调条件由变形协调条件s=s=,可得:,可得:,可得:,可得:文克尔地基上梁的挠曲微分方程为:文克尔地
14、基上梁的挠曲微分方程为:文克尔地基上梁的挠曲微分方程为:文克尔地基上梁的挠曲微分方程为:文克尔地基上梁的计算文克尔地基上梁的计算假定梁顶线荷载假定梁顶线荷载假定梁顶线荷载假定梁顶线荷载q q=0=0,则上式变为:,则上式变为:,则上式变为:,则上式变为:51地基与基础工程地基与基础工程3.3 柱下条形基础柱下条形基础n nwinklerwinkler地基上梁的微分方程解答地基上梁的微分方程解答地基上梁的微分方程解答地基上梁的微分方程解答:n n弹性地基梁的特征系数;反映了梁的挠曲弹性地基梁的特征系数;反映了梁的挠曲弹性地基梁的特征系数;反映了梁的挠曲弹性地基梁的特征系数;反映了梁的挠曲刚度与地
15、基刚度之比,单位刚度与地基刚度之比,单位刚度与地基刚度之比,单位刚度与地基刚度之比,单位:m m m m-1-1-1-1;1/1/1/1/称为特征长度称为特征长度称为特征长度称为特征长度(单位单位单位单位:m m m m)。通解为:通解为:通解为:通解为:52地基与基础工程地基与基础工程winklerwinkler地基上梁的微分方程地基上梁的微分方程地基上梁的微分方程地基上梁的微分方程应应用:用:用:用:基于边界、荷载条件,求解微分方程;基于边界、荷载条件,求解微分方程;导出:挠度、转角、弯矩、剪力等的计算式。导出:挠度、转角、弯矩、剪力等的计算式。文克尔地基上梁的计算文克尔地基上梁的计算53
16、地基与基础工程地基与基础工程文克尔地基上梁的计算文克尔地基上梁的计算vvWinklerWinkler弹性地基上的无限长梁弹性地基上的无限长梁弹性地基上的无限长梁弹性地基上的无限长梁受竖向集中力作用受竖向集中力作用受竖向集中力作用受竖向集中力作用边界条件:边界条件:边界条件:边界条件:x x时时时时,00 x x=0=0时时时时,dd/dxdx=0=0 x x=0=0时时时时,V V+=-P+=-P0 0/2/2。54地基与基础工程地基与基础工程文克尔地基上梁的计算文克尔地基上梁的计算梁上不同位置的挠度:梁上不同位置的挠度:梁上不同位置的挠度:梁上不同位置的挠度:55地基与基础工程地基与基础工程
17、文克尔地基上梁的计算文克尔地基上梁的计算梁的划分梁的划分梁的划分梁的划分注意:根据荷载作用点到梁段距离划分注意:根据荷载作用点到梁段距离划分注意:根据荷载作用点到梁段距离划分注意:根据荷载作用点到梁段距离划分无限长梁无限长梁无限长梁无限长梁:荷载作用点距梁的两端均大于:荷载作用点距梁的两端均大于:荷载作用点距梁的两端均大于:荷载作用点距梁的两端均大于/;半无限长梁半无限长梁半无限长梁半无限长梁:荷载作用点距梁一端小于:荷载作用点距梁一端小于:荷载作用点距梁一端小于:荷载作用点距梁一端小于/,距另一,距另一,距另一,距另一端大于端大于端大于端大于/;56地基与基础工程地基与基础工程有限长梁有限长
18、梁有限长梁有限长梁:荷载作用点距梁两端都小于:荷载作用点距梁两端都小于:荷载作用点距梁两端都小于:荷载作用点距梁两端都小于/,梁的长,梁的长,梁的长,梁的长度大于度大于度大于度大于/(4)/(4);短梁(或称刚性梁)短梁(或称刚性梁)短梁(或称刚性梁)短梁(或称刚性梁):梁的长度小于:梁的长度小于:梁的长度小于:梁的长度小于/(4)/(4)。注注注注 意意意意:刚性梁(亦称短梁)按一般独立基础,假刚性梁(亦称短梁)按一般独立基础,假刚性梁(亦称短梁)按一般独立基础,假刚性梁(亦称短梁)按一般独立基础,假定基底反力为直线分布,基础的内力按倒梁法或静定基底反力为直线分布,基础的内力按倒梁法或静定基
19、底反力为直线分布,基础的内力按倒梁法或静定基底反力为直线分布,基础的内力按倒梁法或静定分析法计算定分析法计算定分析法计算定分析法计算。文克尔地基上梁的计算文克尔地基上梁的计算57地基与基础工程地基与基础工程挠度度转角角弯矩弯矩M剪力剪力V文克尔地基上梁的计算文克尔地基上梁的计算集中力(偶)作用下的无限集中力(偶)作用下的无限长梁的内力:梁的内力:58地基与基础工程地基与基础工程关键在于有限长梁的求解关键在于有限长梁的求解vvWinklerWinkler弹性地基上的有限长梁弹性地基上的有限长梁弹性地基上的有限长梁弹性地基上的有限长梁(P117)(P117)59地基与基础工程地基与基础工程有限长梁
20、的求解过程有限长梁的求解过程 基本步骤基本步骤基本步骤基本步骤:梁梁梁梁I I视为无限长视为无限长视为无限长视为无限长(梁梁梁梁II),II),求解荷载求解荷载求解荷载求解荷载F F作用下作用下作用下作用下A A、B B点内力点内力点内力点内力(MMa a,V,Va a,M,Mb b,V,Vb b);无限长梁的无限长梁的无限长梁的无限长梁的A A、B B点施加外载点施加外载点施加外载点施加外载(F FA A,M,MA A,F,FB B,M,MB B),求该,求该,求该,求该荷载其在荷载其在荷载其在荷载其在A A、B B点诱发的内力点诱发的内力点诱发的内力点诱发的内力 ;当当当当F FA A,M
21、,MA A,F,FB B,M,MB B在在在在A A、B B点诱发的内力满足下式时点诱发的内力满足下式时点诱发的内力满足下式时点诱发的内力满足下式时 ,实质实质实质实质是使受是使受是使受是使受F F作用的作用的作用的作用的“无限长梁无限长梁无限长梁无限长梁”变成了变成了变成了变成了“有限长梁有限长梁有限长梁有限长梁”:在在在在F F与与与与F FA A,M,MA A,F,FB B,M,MB B共同作用下,求共同作用下,求共同作用下,求共同作用下,求无限长梁无限长梁无限长梁无限长梁IIIIII上上上上ABAB段内力及变形段内力及变形段内力及变形段内力及变形,即为,即为,即为,即为有限长梁有限长梁
22、有限长梁有限长梁I I受受受受F F作用的解作用的解作用的解作用的解。60地基与基础工程地基与基础工程Winkler弹性地基梁的内力计算步骤:弹性地基梁的内力计算步骤:确定地基的确定地基的确定地基的确定地基的抗力系数抗力系数抗力系数抗力系数;计算梁的计算梁的计算梁的计算梁的 值值值值;根据荷载作用点到梁端的距离根据荷载作用点到梁端的距离根据荷载作用点到梁端的距离根据荷载作用点到梁端的距离,判断判断判断判断梁的性质梁的性质梁的性质梁的性质(无限长?半无限长?有限长?(无限长?半无限长?有限长?(无限长?半无限长?有限长?(无限长?半无限长?有限长?);计算该荷载作用下计算该荷载作用下计算该荷载作
23、用下计算该荷载作用下,基础梁的挠度、弯距、剪基础梁的挠度、弯距、剪基础梁的挠度、弯距、剪基础梁的挠度、弯距、剪力、力、力、力、基底反力(和挠度有关)。基底反力(和挠度有关)。基底反力(和挠度有关)。基底反力(和挠度有关)。vvWinkler弹性地基梁内力的计算技能弹性地基梁内力的计算技能 参考教材参考教材P118,例,例3-2!61地基与基础工程地基与基础工程3.3.2.3 链杆法链杆法P119自学自学vv原理原理原理原理:连续支撑连续支撑连续支撑连续支撑的地基梁的地基梁的地基梁的地基梁 有限个链杆支撑有限个链杆支撑有限个链杆支撑有限个链杆支撑的梁;的梁;的梁;的梁;无限个支点无限个支点无限个
24、支点无限个支点的超静定的超静定的超静定的超静定 有限个支点有限个支点有限个支点有限个支点的超静定;的超静定;的超静定;的超静定;链杆传递竖向力,保证地基、基础位移连续;链杆传递竖向力,保证地基、基础位移连续;链杆传递竖向力,保证地基、基础位移连续;链杆传递竖向力,保证地基、基础位移连续;按结构力学法求解。按结构力学法求解。按结构力学法求解。按结构力学法求解。vv链杆法的计算技能(结构力学方法)链杆法的计算技能(结构力学方法)链杆法的计算技能(结构力学方法)链杆法的计算技能(结构力学方法)vv 参考教材参考教材参考教材参考教材P123P123,例,例,例,例3-33-3!62地基与基础工程地基与
25、基础工程柱下十字交叉基础柱下十字交叉基础uu荷载传递特点荷载传递特点荷载传递特点荷载传递特点:上部结构荷载通过柱网作用在条形:上部结构荷载通过柱网作用在条形:上部结构荷载通过柱网作用在条形:上部结构荷载通过柱网作用在条形基础的交叉点上,进而传递给两个方向的条基。基础的交叉点上,进而传递给两个方向的条基。基础的交叉点上,进而传递给两个方向的条基。基础的交叉点上,进而传递给两个方向的条基。uu计算原理计算原理计算原理计算原理:vv先分配交叉点荷载先分配交叉点荷载先分配交叉点荷载先分配交叉点荷载:仅需分配竖向力仅需分配竖向力仅需分配竖向力仅需分配竖向力F F;弯矩不分配弯矩不分配弯矩不分配弯矩不分配
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- 关 键 词:
- 条形 基础
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