基础工程赵明华第一章.ppt

1. 1. 地基基础的设计原则地基基础的设计原则 *2 1.地基基础设计原则 内容提要 地基基础设计原则 地基常见类型 常用基础类型 地基-基础-上部结构共同工作 概念 *3 1.地基基础设计原则 n设计等级（安全等） n设计状况（持久、短暂及偶然） n设计任务 基础结构作用效应分析 基础结构抗力及其他性能分析（按两种极限状 态、最不利荷载组合） 1.1 1.1 概概 述述 *4 1.地基基础设计原则 n概率极限设计法与极限状态设计原则 极限状态 承载能力极限状态 正常使用极限状态 地基基础设计原则 p fa 原则（承载力验算） ss原则（变形验算） 基础结构强度、刚度和耐久性的要求 经常承受水平荷载的高层建筑、构筑物以及基坑工程 的稳定性验算等 1.2 1.2 地基基础设计原则地基基础设计原则 *5 1.地基基础设计原则 n 地基基础设计资料 上部结构资料 设计时所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗 力或限值应符合相应规范的有关规定 岩土工程勘察资料 原位测试资料 地基承载力、单桩竖向承载力以及地基压缩模量 和变形模量的原位测试报告等 1.2 1.2 地基基础设计原则地基基础设计原则 *6 1.地基基础设计原则 1.3 1.3 地基类型地基类型 n天然地基 土质地基 岩石地基 特殊土地基 n人工地基若天然地基软弱，承载力和变形不 能满足设计要求时，需对其进行加固处理的(如排 水固结法等处理)地基。 n复合地基由两种不同强度的介质（如软土中 加入水泥）组成的人工地基。 *7 1.地基基础设计原则 柱下单独基础 墙下单独基础 十字 交叉梁基础 梁板或平板 式筏形基础 柱下条形基础 墙下条形基础 桩基础 沉井基础 沉箱基础 1.4 1.4 基础类型基础类型 箱形 基础 *8 1.地基基础设计原则 图1.1 柱下单独基础 1.4 1.4 基础类型基础类型 *9 1.地基基础设计原则 图1.2 墙下单独基础 1.4 1.4 基础类型基础类型 *10 1.地基基础设计原则 图1.3 柱下条形基础 1.4 1.4 基础类型基础类型 *11 1.地基基础设计原则 图1.4 墙下无筋扩展条形基础 1.4 1.4 基础类型基础类型 *12 1.地基基础设计原则 图1.5 十字交叉梁基础 1.4 1.4 基础类型基础类型 *13 1.地基基础设计原则 图1.6 箱形基础 （由顶、底板与内、外墙等组成、并由钢筋砼整浇而成空间整体结构） 1.4 1.4 基础类型基础类型 *14 1.地基基础设计原则 基桩直径 2.2m,长度 80m,钻孔长 度近90m 1.4 1.4 基础类型基础类型 图1.7 某公路大桥主桥南塔的桩基础 *15 1.地基基础设计原则 井筒状的结构物 在井壁的围护下从井内挖土 在自重作用下逐渐下沉 封底封顶形成的深基础 1.4 1.4 基础类型基础类型 图1.8 沉井基础 *16 1.地基基础设计原则 图1-9 共 同 工 作 概 念 地基 基础 上部结构 图1.9不均匀沉降引起砌体开裂 *17 1.地基基础设计原则 1.5 1.5 地基、基础与上部结构共同工作地基、基础与上部结构共同工作 图 1.10 地基、基础、上部结构的常规分析简图 *18 1.地基基础设计原则 1.5.1 1.5.1 共同工作的概念共同工作的概念 上部结构刚度的影响上部结构刚度的影响 n上部结构为绝对刚性， 将约束基础变形，仅在支 座间发生局部弯曲 n上部结构为完全柔性， 对基础变形约束作用很小 ，基础产生整体弯曲 图1.11 上部结构刚度影响示意图 *19 1.地基基础设计原则 1.5.2 1.5.2 地基与基础的相互作用地基与基础的相互作用 柔性基础，随地基变 形而任意弯曲，基底 反力分布与基础上荷 载分布相同，无力调 整基底的不均匀沉降 图1.12 柔性基础柔性基础 刚性基础，在荷载作 用下基础不产生挠曲 ，基底平面沉降后仍 保持平面，基底反力 分布有多种形态 *20 1.地基基础设计原则 1.5.3 1.5.3 线性变形体的地基计算模型线性变形体的地基计算模型 n 文克勒地基模型 地基任一点所受的压力强 度与该点的地基沉降成正 比的假设即 p 土体表面某点单位面积 上的压力，kN/m2 s 相应于某点的竖向位移,m k 基床系数，kN/m3 图1.14 文克勒地基模型 （a）弹簧模型； （b）文克勒地基 上的刚性基础 *21 1.地基基础设计原则 n 弹性半空间地基模型 r 集中力到计算点的距离 E 弹性材料的弹性模量 弹性材料的泊桑比 将地基土体视为均质弹性 半空间体，当其表面作用一 集中力P时，其表面任一点 的竖向位移： 图1.15 弹性半空间体表面的竖向位移计算 （a）集中荷载；（b）矩形面积均布荷载 1.5.3 1.5.3 线性变形体的地基计算模型线性变形体的地基计算模型 *22 1.地基基础设计原则 n 分层地基模型 根据土力学中分层总和法计 算地基沉降： n n 也可采用数值法计算 图1-16 第i土层的平均附加应力，kN/m2； Hi第i土层