主体结构-地基-基础相互作用
地基-基础-上部结构的相互作用对爆破振动的影响
（． １招商港 湾工 程有限公司 ， 深圳 ５８ ６ ；． １０６ ２ 长沙矿 山研究 院 ， 长沙 ４ ０ １ ） １０ ２
摘
要 ： 简述 了地基－ 基础－ 结构的相互作 用 ， 上部 并介绍 了一 个工程 实例。结 果表 明， 基础 的振 动强度 随
基础埋深和上部 结构 重量 的增加 而减小 ，兀＇ Ｆ 主振频率随上部结构重量 的增加而略有 减小。 关键词 ： 爆破振 动 ； 振动 强度 ； 地基－ 基础－ 上部结构 ： 相互作 用 中图分 类号 ： Ｔ ３ ． Ｄ２ ５ １ 文献标识码 ： Ａ
维普资讯
第２卷 ３
第２ 期
爆
破
Ｖ０ ． ３
Ｊｎ２ Ｏ ｕ ．Ｏ６
文章编 号 ：０１ ４７ （０６０ — １２ ０ １ — ８Ｘ２０ ）２ ００ —３ ０
地 基 一 础 ． 部 结 构 的 相 互 作 用 基 上 对 爆 破 振 动 的影 响
出多种分析方法用于核 电站、 混凝土大坝等工程的 个工程的爆破振动观测结果。 设计 中 。
收稿 日期：０６ ｏ —１． ２０ 一 ３ Ｏ 作者简介： 陈新兵（９６ ）男； １ 一 ， 深圳： ６ 招商港湾工程有限公司工程师．
２ 静荷载对振 动强度的影响
研究结果表明 ， 在地面受到诸如房屋基础、 料堆
对于许多建（ 筑物来说 ， 构） 由于上部结构的刚 度较小 ， 重量较轻 ， 地基． 基础－ 上部结构 的相互作用 不像核电站、 混凝土大坝等结构那么明显。但是 ， 为 了更准确地描述建 （ 筑物承受 的爆破振动大小， 构） 研究在爆破振动作用下建 （ 筑物的地基－ 构） 基础－ 上 部结构的相互作用也是十分必要的。 全面分析在爆破振 动作 用下建 （ 筑物的地 构） 基． 基础． 上部结构的相互作用应考虑到地基岩土的 物理力学性质、 静荷载对地基的影响、 基础的几何尺 寸及埋深、 以及爆破振动 的频率特征等参量。仅讨 论静荷载和基础埋深对爆破振动的影 响， 并介绍一
《高层建筑基础分析与设计》高层建筑与地基基础共同作用的分析方法
➢ 最重要的简化则是地基的简化，也就是将地基简 化成什么样的“地基模型”是至关重要的。采用 不同的地基模型进行计算，基础梁、板将会得到 不同的内力和变形，它不仅影响内力的大小，甚 至会改变内力的正负号。
12
第二节 考虑上部结构与地基、基础 共同作用的分析方法
先把上部结构隔离出来，并用固定支座来代替基 础，求得上部结构的内力和变形以及支座反力， 但是支座是没有任何变形的（图a）；
接着把支座反力作用于基础上，用结构力学方法 求得地基反力，假定地基反力是线性分布的，从 而得到基础的内力和变形（图b）；
再把地基反力作用在地基或桩上来设计桩数或校 核地基强度和变形（图c）。
24
第三节 线弹性地基模型的共同作用分析
本节中，共同作用分析所应用的土体应力应变关系 均作为线性弹性处理。
地基模型采用文克勒模型、半无限弹性体模型和分 层地基模型．其统一的表达式为
S f R 或 R f 1S K S S
式中 {S}和[f ]——分别为地基变形（沉降）矩
阵和柔度矩阵；
[ Ks]——地基刚度矩阵。
Rb(i)
➢ 整个m个子结构的平衡方程为
(7-11)
K U S R (m)
(m)
(m)
(m)
b
b
b
b
➢ 可简写为
K U S R
b
b
b
(7-12) (7-13)
式力列(7-向13量)中{R，}均边是界未结知点数位。移因列此向，量式{U(7b-}1和3)基仍底没反办 法直接求解。
——子结构分析方法原理
基础内力和地基变形除与基础刚度、地基土性质 等有关外，还与上部结构的荷载和刚度有关。
上部结构-基础-地基相互作用问题分析
摘
要： 介绍 了土 一结相互作用 的研 究概况 ， 进一 步讨论 了在建筑结 构设计 时考虑 动力相互作 用
和静力相互作用的必要性． 借助 大型有 限元程序 Ａ ＹＳ 建立了框架结构 一独 立基础 一地 基的共 ＮＳ ，
同作 用模 型 ， 解决 了应用 Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ对框架结 构一独立基础 一地基进行空 间分析 的技术 问题 ， 为进行
静力相互作用问题也具有 同等重要 的地位 ， 对结构设计来讲尤为重 要． 目前一般结构设计中， 在 由于
计 算手 段 的限制 ， 然采 用常 规设计 方 法处 理静 力荷 载 ， 仍 即把 上部 结 构 、 础 与地 基 三者 作 为彼 此 离 散 的 基
独 立结 构单 元进 行力 学分 析． 本文 以柱 下条 形基 础 的平 面框 架为 例 ， 图 １ ａ 所示 ． 如 （）
力相 互 作用 和动 力相互 作 用 的区别． 由上 部 结构 一桩筏 基 一土构 成 的体 系 ， 虑桩 侧 土 的摩 擦 力 、 板 如 考 筏 底 面土 体 的弹性 支承 力对抵 抗竖 向静 荷载 的 贡献 问题属 静 力相 互作 用 问题 ． 建 筑 物及 其 基 础 假设 为 无 将 质量 时所 得 到的 地震 动输 入与 自由场 的地 震 动输入 的差 别 的研 究 ； 由于地 基 的柔 性 和地 基 的无 限性 造 成
在相 同的地震动输入条件下， 按建筑物一地基系统计算出的建筑物反应与刚性地基上建筑物的反应之间
的差 异 的研究 ， 于 动力相互 作 用 问题． 属
现有 的抗 震计 算理 论 大多采 用 刚性地 基 的假定 ， 即假 定地 震 时建 筑 物 基础 的运 动 与其 邻 部结 构 的惯性 力通 过基 础反馈 给地 基 ， 使地 基发 生局 部变 形． 然 上 致 如果这 部分 变
【专业知识】主体结构的定义
【专业知识】主体结构的定义【学员问题】主体结构的定义？【解答】主体结构是基于地基基础之上，接受、承担和传递建设工程所有上部荷载，维持上部结构整体性、稳定性和安全性的有机联系的系统体系，它和地基基础一起共同构成的建设工程完整的结构系统，是建设工程安全使用的基础，是建设工程结构安全、稳定、可靠的载体和重要组成部分。
它的基本功能包括三部分：一是主体结构本身形成一个有机联系的系统整体，有效地协调工作，承受主体结构部件本身相互传递的荷载，发挥主体框架支撑功能；二是附着于其体系表面的所有维护结构、装饰面层、相关设备重量及其施工和使用期间的活荷载、以及在设计规范限定范围内的相关风载、尘载、雪载、地震荷载等自然力通过主体结构体系有效地承担，使建设工程能正常发挥各部分的使用功能；三是与地基基础可靠地联系，将其自身荷载和承受荷载系统地、有效地、稳定地传递给地基基础结构体系，并能与地基基础结构形成协调工作的整体结构体系，和谐地工作以共同维护建设工程整体安全和使用安全。
建筑工程主体结构，可以这样说：第一：在砖混结构中，主体结构是基础\梁\圈梁\柱\构造柱\墙\楼梯\板\屋面板叫主体结构，我们施工时一般叫主体封顶。
第二：在框架结构\剪力墙结构\框剪结构或框支结构工程中，主体结构是基础\梁\板\柱\砼墙\楼梯工程，对于后砌的填充墙，也叫主体部分，但不是一般说的主体封顶了。
主体结构是也是建筑的主要承重及传力体：包括梁，柱，剪力墙及楼面板。
屋面梁及屋面板。
基础、梁、柱、板、承重墙、楼梯间、屋面、墙体都属于主体工程。
主体是建筑的骨骼。
室内上下水、电、煤气、暖通、通讯、闭路、宽带等各种管道、线路安装工程、楼地面工程、墙体抹灰喷涂贴砖、门窗安装、防水工程、屋面瓦铺设、立面及屋面造型安装等等都不属于主体结构工程，它属于一次装修也即基本装修。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。
工程管理概论简述地基与基础的关系
工程管理概论简述地基与基础的关系说到工程管理，大家首先想到的应该是建造过程。
事实上，建设工程与其他事物一样都是有结构的，都是需要通过一定的过程才能实现的。
也正因为如此，这个过程必然是不能少的。
在工程管理中，建设工程与其他事物之间有着许多不同之处，就像两座山一样。
地基与基础也不例外。
地基决定了基础；而基础决定了地基。
地基是建筑物及其附属设施的基础所在。
一、地基与基础的定义地基的基本性质是承载力，基础的基本性质是稳定性，所以也就要求地基具有一定的承载力。
地基承载力大小和作用是通过一定的方法和技术手段来实现的；而且不同于基础，任何建筑物均是有基础的。
而基础是由各种土体组成的。
土体可以是地基或其他土体，也可以是基础部分或全部土体。
它一般具有承载力、稳定性和承载力三个方面，这三者是相互联系、相互影响的。
其中稳定性指地基对建筑物本身和建筑物、构筑物和其他设施及周围环境所起的作用；稳定性指地基对建筑物本身和构筑物自身所起的作用；承载力指地基承载力大小和作用于其上的载荷所起的作用。
简单来说就是地基能够承载多少人，建筑材料能否稳定住地基就能达到多少人的需求，所以这也就要求建设单位对基础的承载力要有一定的了解和认识程度。
一般来说土体在施工过程中会有变化，会出现变形、孔隙等现象，在施工时要及时对这种变化做出处理和预防措施如采用水泥加固就是其中一个有效措施了。
二、地基建筑工程中，有许多地方是没有墙的，而要砌筑墙，则必须经过地基的工作。
地基也是一个建筑工程中非常重要的部分之一。
这里有一个简单知识就是建筑工程中的地基往往与基础（即基础与地基）并列。
如果将地基看作一个整体的话，那么在这个整体中又包含哪些要素呢？根据《建筑工程施工质量验收规范》(GB50500-2006)关于“基础施工”和“地基处理”术语的定义，房屋建筑地基分为基础工程和主体结构工程，包括建筑主体、承重结构、装饰装修、屋面等工程部分，主体结构工程包括基础、结构、基础上部和下部部分。
地基与基础和主体结构的界限
地基与基础和主体结构的界限地基与基础和主体结构的界限一、引言地基与基础是建筑物的重要组成部分，其作用是承受建筑物自身重量和外部荷载，分散荷载到地面上，保证建筑物的安全稳定。
在建筑工程中，地基与基础和主体结构之间存在着一定的界限，本文将从以下几个方面进行探讨。
二、地基与基础的定义和作用1. 地基：指建筑物直接承受荷载并传递到地下土层的部分。
通常由地面以下的土壤、岩石或其他材料组成。
2. 基础：指建筑物直接承受荷载并传递到地下土层中的一种结构。
它是连接建筑物和地基之间的桥梁。
3. 作用：地基与基础能够承受建筑物本身重量以及外界荷载，并将这些荷载通过自身结构传递到更深层次的土壤中，使得整个建筑物稳定安全。
三、主体结构的定义和作用1. 主体结构：指在完成房屋功能需要的前提下，由柱、墙、梁等构件组成的框架结构或砌体结构。
2. 作用：主体结构是建筑物的骨架，承担着建筑物自身重量和外部荷载，并将这些荷载传递到地基与基础中，保证建筑物的稳定性。
四、地基与基础与主体结构的关系1. 地基与基础是建筑物的底部组成部分，其作用是为主体结构提供支撑和稳定。
2. 地基与基础承担着建筑物的重量和外界荷载，通过自身结构将这些荷载传递到更深层次的土壤中。
3. 主体结构通过连接地基和基础来获得支撑和稳定，并通过地基和基础将自身重量和外界荷载传递到更深层次的土壤中。
五、地基与基础与主体结构之间的界限1. 地基与基础和主体结构之间并没有明确的分界线，它们在一定程度上是相互联系、相互依存的。
2. 一般来说，地面以上部分被认为是主体结构，而地面以下部分被认为是地基与基础。
但在实际工程中，由于建筑物的不同形式和结构，地基与基础和主体结构之间的分界线会有所不同。
3. 在设计建筑物时，需要考虑到地基与基础和主体结构之间的相互作用关系，合理地设计地基与基础和主体结构之间的连接方式，以确保建筑物的稳定性和安全性。
六、总结本文从地基与基础和主体结构的定义、作用以及它们之间的关系出发，探讨了它们之间界限的问题。
§3—10-地基基础与上部结构的共同工作
上述为两种极端情况，在实际工程中，大多数建筑的结 构刚度介于绝对刚性和完全柔性之间。而且随着上部结构刚 度的增加，基础挠曲和内力将减少，与此同时，上部结构因 柱端的位移而产生次生应力。
⒉ 上部结构的刚度又调节着地基的变形，刚度增大，调节 能力也增大。
⒊ 为减少不均匀沉降，可加强上部结构刚度（抵抗）；为 减少上部结构附加应力，可采用刚度小的不敏感性结构（适 应）。为减少地基的过大变形或不均匀变形，可进行地基处 理（改造）。
三、上部结构与基础的共同作用
对于同一地基和基础，上部结构刚度不同将使基础受力 发生变化。举例说明：
F Байду номын сангаас 基础
d
P 地基
1
F
F+G
上部 结构
基础
地基
附加应力 变形
不均匀变形
刚度较大 框架结构
敏感性大
不均匀沉降
引起较大 附加应力 甚至开裂
排架结构 刚度较小 附加应力
敏感性小
较小
结论：三者相互作用的效果主要取决于它们的刚度。
二、地基变形和上部结构的相互作用
⒈ 地基变形使上部结构产生附加内力，并随其刚度的增大 而增大；
基
1.完全柔性基础
础
刚
度
对
于
2.完全刚性基础
基
底
反
力
的 影
一定程度挠曲 3.一般弹性基础
响
相应变形 （有限刚性体）
五、地基、基础和上部结构的共同作用
基底反力分布曲线的形状决定于基础与地基的相对刚
地基与基础和主体结构的界限
地基与基础和主体结构的界限一、引言二、地基与基础的概念及作用2.1 地基的定义2.2 地基的作用三、地基与基础的区别与联系3.1 区别3.1.1 定义上的区别3.1.2 功能上的区别3.2 联系四、地基的类型与选择4.1 浅基础4.1.1 基础的定义4.1.2 常见的浅基础类型4.2 深基础4.2.1 深基础的定义4.2.2 常见的深基础类型4.3 地基选择的考虑因素五、主体结构的定义与分类5.1 主体结构的定义5.2 主体结构的分类5.2.1 框架结构5.2.2 骨架结构5.2.3 胆囊背架结构5.2.4 钢结构六、地基与基础与主体结构的连接方式6.1 连接方式的重要性6.2 连接方式的分类6.2.1 嵌入连接方式6.2.2 悬挂连接方式6.3 连接方式的选择七、实际工程中的案例分析7.1 案例一：高层建筑的地基选择与主体结构设计7.2 案例二：大型工业厂房的地基处理与主体结构建设八、结论九、参考文献1.Smith, J. (2010). Foundation Engineering: Principles and Practices.Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.2.Gray, H. (2015). Building Construction Handbook. London: Routledge.3.Chen, W. (2008). Structural Analysis and Design of Tall Buildings:Steel and Composite Construction. Oxford: Butterworth-Heinemann.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主体结构\地基\基础相互作用
摘要:在高层建筑结构基础的设计过程中，考虑上部结构、基础、地基的相互作用，不仅利用了上部结构的刚度，减小了基础尺寸，而且更加符合实际情况，并能取得不错经济效益。
关键字:共同作用;桩土协同工作原理
abstract: the structure of the high-rise building foundation design process, considering the upper structure, basic, foundation of interaction, not only use the upper structure stiffness, reducing the basic size, and more in line with the actual situation, and can obtain good economic benefits.
key word: common action; the pile soil collaborative work 中图分类号：tu47文献标识码：a 文章编号：
1.项目概况
本项目位于佛山市南海区里水镇中信大道附近，主体采用框架剪力墙结构，共24+1层，首层层高6.3m，二层以上3.0m，结构总高度77.89m，带一层地下室，基础为cfg桩复合地基上的筏板基础。
抗震设防烈度为7度，场地类别ⅱ类,设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g，剪力墙及框架梁抗震等级二级，50年一遇基本风压为0.5kn/m2。
2．考虑主体结构、经cfg桩处理的地基、筏板基础三者的共同作用
一般建筑结构基础设计时，只考虑静力平衡条件，而没有考虑变形协调条件，这样设计的前提是地基沉降较小并且基础刚度较大。
如果地基土压缩性很低，基础不均匀沉降较小，则考虑三者共同作用意义不大。
因此，在考虑三者相互作用是，起主导作用的是地基，其次是基础，上部结构只对压缩性地基上基础整体刚度起补充作用。
由地质报告可知，该栋建筑所在的场地浅部存在地基承载力特征值为230～350kpa的粉质粘土、残积粉砂、全风化岩等土层，在开挖地下室后，底板底标高基本位于残积土或以上强度的土层上。
而该栋为24层建筑，一半地基为强风化岩，承载力较高，按以往工程经验，地基承载力特征值350kpa的土层能基本满足20层高层建筑筏板基础的需要；而对于24层的高层，通过对原土层进行局部地基处理，使地基承载力特征值达到450kpa以上，也能满足筏板基础的要求。
故该栋采用天然地基和复合地基上的筏板基础，避免了在灰岩溶洞地区桩基础施工的困难，对本项目的工期及造价都有着有利的影响。
在设计中，取直径400mm桩距1.2m的cfg桩单桩承载力为450kn，天然地基承载力为200kpa，考虑桩土协同工作原理，取桩间土强度发挥系数为0.8，根据规范算得复合地基承载力为458kpa。
施工时于cfg桩与承台之间设置300mm厚砂石褥垫层，铺设时用静力压实法，要求压实系数不得小于0.94，很好的保证了桩“刺入”土层的效果，从而为桩土协同工作创造了条件。
为了考虑主体结构、地基、筏板基础三者的共同作用，将加入
筏板层的pkpm计算模型导入midas/gen中，利用筏板层的虚梁线分割，用厚板单元建立筏板模型后，删除相应的辅助梁线和筏板底以下竖向构件；按确定的地基计算模型和基床系数，以面弹性支承的方式输入筏板底的弹性支承；在筏板平面中加入x、y向平动约束支承；完成由pkpm转成midas模型的划分建筑层、添加风荷载和反应谱工况等常规的处理步骤；进行整体分析计算。
将加入筏板层的pkpm计算模型导入midas/gen之前，为方便midas/gen对板进行板单元的划分，我们会在satwe程序中利用虚梁把筏板层划分成边长不大于1米的网格，如下图“图一”所示。
从midas导出的单元划分三维图形可知，此时筏板上剪力墙在x、y 向都只有一个单元，使得筏板与剪力墙只在两端连接，在剪力墙中间没有剪力墙的单元节点与筏板单元节点相连，从而只有在剪力墙两端点筏板与剪力墙产生变形协调，其结果剪力墙两端产生应力集中，而中间剪力墙对筏板起不到支撑作用，导致筏板内力失真。
为了使剪力墙单元与筏板单元在各节点变形协调，在satwe程序中应把筏板层中虚梁与剪力墙相交的墙中间节点复制在上一层的剪力墙上，如下“图二”所示，这样处理完成之后，从midas导出的单元划分三维图形可知，此时剪力墙单元与筏板单元相配备，如下“图三”所示，剪力墙在中间与筏板有单元节点相连，从而在中间也连接而形成变形协调的效果，此时筏板内力不会在剪力墙两端产生应力集中，内力也较吻合，如下“图四”所示。
图一 satwe中筏板层用虚梁划分的网格图
图二 satwe筏板上一层结构图图三 midas单元划分三维图
图四midas筏板弯矩图
3结语
现阶段，成熟的有限元软件给我们提供了大的便利，在一定条件下考虑上部结构、基础、地基的相互作用后，使得高层结构的受力状况更加符合实际，同时还可以取得不错的经济效益。
当采用刚性复合地基时，运用合适的构造措施可以合理利用桩间土的承载力，发挥土的潜力。
参考文献
[1]宰金珉、宰金璋高层建筑基础分析与设计——土与结构物共同作用的理论与应用中国建筑工业出版社 1993
[2]郁彦高层建筑结构概念设计中国铁道出版社1999 北京
[3]蒋国澄主编米祥友彭安宁副主编基础工程400例技术与经济观点中国科学技术出版社1995北京
[4] 建筑地基处理技术规范jgj 79-2002
[5] 建筑地基基础设计规范gb 50007-2002
[6]高层建筑箱形与筏形基础技术规范 jgj 6-99
[7]高层建筑混凝土结构技术规程jgj 3-2010
[8] 混凝土结构设计规范gb 50010-2010。