2011巖土工程師考試淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)講解(2)

　　7.1.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法 $lesson$

　　基礎(chǔ)的上方為上部結(jié)構(gòu)的墻、柱，而基礎(chǔ)底面以下則為地基土體。基礎(chǔ)承受上部結(jié)構(gòu)的作用并對(duì)地基表面施加壓力(基底壓力)，同時(shí)，地基表面對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生反力(地基反力)。兩者大小相等，方向相反?；A(chǔ)所承受的上部荷載和地基反力應(yīng)滿足平衡條件。地基土體在基底壓力作用下產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形，而基礎(chǔ)在上部結(jié)構(gòu)和地基反力的作用下則產(chǎn)生內(nèi)力和位移，地基與基礎(chǔ)互相影響、互相制約。進(jìn)一步說(shuō)，地基與基礎(chǔ)之間，除了荷載的作用外，還與它們抵抗變形或位移的能力有著密切關(guān)系。而且，基礎(chǔ)及地基也與上部結(jié)構(gòu)的荷載和剛度有關(guān)。即：地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)都是互相影

　　響、互相制約的。它們?cè)瓉?lái)互相連接或接觸的

　　部位，在各部分荷載、位移和剛度的綜合影響

　　下，一般仍然保持連接或接觸，墻柱底端位移、

　　該處基礎(chǔ)的變位和地基表面的沉降相一致，滿

　　足變形協(xié)調(diào)條件。上述概念。可稱(chēng)為地基-基礎(chǔ)

　　-上部結(jié)構(gòu)的相互作用。

　　為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在工程設(shè)計(jì)中，通常把上部

　　結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者分離開(kāi)來(lái)，分別對(duì)三者進(jìn)

　　行計(jì)算：視上部結(jié)構(gòu)底端為固定支座或固定鉸支

　　座，不考慮荷載作用下各墻柱端部的相對(duì)位移，

　　并按此進(jìn)行內(nèi)力分析(圖7-1b);而對(duì)基礎(chǔ)與地

　　基，則假定地基反力與基底壓力呈直線分布，分

　　別計(jì)算基礎(chǔ)的內(nèi)力與地基的沉降(圖7-1c、d)。

　　這種傳統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)方法，可稱(chēng)為常規(guī)設(shè)計(jì)法。

　　這種設(shè)計(jì)方法，對(duì)于良好均質(zhì)地基上剛度大的基 圖7-1 常規(guī)設(shè)計(jì)法計(jì)算簡(jiǎn)圖

　　礎(chǔ)和墻柱布置均勻、作用荷載對(duì)稱(chēng)且大小相近的

　　上部結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是可行的。在這些情況下，按常規(guī)設(shè)計(jì)法計(jì)算的結(jié)果，與進(jìn)行地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)相互作用分析的差別不大，可滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的要求，并已經(jīng)過(guò)大量工程實(shí)踐的檢驗(yàn)。

　　基底壓力一般并非呈直線(或平面)分布，它與土的類(lèi)別性質(zhì)、基礎(chǔ)尺寸和剛度以及荷載大小等因素有關(guān)。在地基軟弱、基礎(chǔ)平面尺寸大、上部結(jié)構(gòu)的荷載分布不均等情況下，地基的沉降喝分力將受到基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的影響，而基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變位也將調(diào)整。如按常規(guī)方法計(jì)算，墻柱底端的位移、基礎(chǔ)的撓曲和地基的沉降將各不相同，三者變形不協(xié)調(diào)，且不符合實(shí)際。而且，地基不均勻沉降所引起的上部結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力和基礎(chǔ)內(nèi)力變化，未能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加以考慮，因而也不安全。只有進(jìn)行地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)的相互作用分析，才能合理進(jìn)行設(shè)計(jì)，做到既降低造價(jià)又能防止建筑物遭受損壞。目前，這方面的研究工作已取得進(jìn)展，人們可以根據(jù)某些實(shí)測(cè)資料和借助電子計(jì)算機(jī)，進(jìn)行某些結(jié)構(gòu)類(lèi)型、基礎(chǔ)型式和地基條件的相互作用分析，并在工程實(shí)踐中運(yùn)用相互作用分析的成果或概念。

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