高等基础工程学讲义4-柱下条形基础及十字交叉基础
基础工程-赵明华-第三章-柱下条形基础、筏形和箱型基础-3
3.2 柱下条形基础
三、柱下十字交叉梁基础的计算
注意：交叉点处基底面积重复计算△A，结果使基底反力偏
小，应调整。
基底反力增量：p
A A
p
A A
F A
A
分配荷载增量：Pix
Fix Fi
Ap
Piy
Fiy Fi
Ap
调整后节点荷载： Fix' Fix Pix Fiy' Fiy Piy
3.3 筏形基础
Fi
Fiy
byS y bxS x byS y
Fi
边柱节点：Fix
bxS x bxSx byS y
Fi
Fiy
byS y
bxSx byS y
Fi
(无悬臂时 4，有则查表3 1)
பைடு நூலகம்
角柱节点:
Fix
bxS x bxSx bySy
Fi ,
Fiy
byS y
bxSx byS y
Fi
( 可查表3-1)
适用：当地基土比较均匀、上部结构刚度较好，平板式
筏基板的厚跨比或梁板式筏基梁的高跨比≮1/6，且柱网及 荷载分布都较均匀（变化≯20%）时，可认为筏基为刚性， 基底反力直线分布，按倒楼盖法计算内力。
3.3 筏形基础
三、弹性地基上板的简化计算法
当筏基刚度较弱时，应按弹性地基上的梁板进行分析。 若柱网及荷载分布仍较均匀，可将筏形基础划分成相互垂
第3章 柱下条形基础
第3章柱下条形基础、筏形和箱形基础§3-1概述柱下条形基础、筏形基础和箱形基础与柱下独立基础相比，具有优良的结构特征、较大的承载能力等优点，适合作为各种地质条件复杂、建设规模大、层数多、结构复杂的建筑物基础。
柱下条形基础、筏形基础和箱形基础将建筑物底部连成整体加强了建筑物整体刚度，调整和均衡传递给地基的上部结构荷载，减小荷载差异和地基不均匀造成的建筑物不均匀沉降，减小上部结构的次应力。
该类基础一般埋深较大，可提高地基的承载力，增大基础抗水平滑动的稳定性，并可利用地基补偿作用减小基底附加应力，减小建筑物的沉降量。
此外，筏形和箱形基础还可在建筑物下部构成较大的地下空间，提供安置设备和公共设施的合适场所。
但是，这类基础尤其箱形基础，技术要求及造价较高，施工中需处理大基坑、深开挖所遇到的许多问题，箱形基础的地下空间利用不灵活，因此，选用时需根据具体条件通过技术经济及应用比较确定。
如前所述的刚性及扩展基础，因建筑物较小，结构较简单，计算分析中将上部结构、基础和地基简单地分割成彼此独立的三个组成部分，分别进行设计和验算，三者之间仅满足静力平衡条件。
这种设计方法称为常规设计，由此引起的误差一般不致于影响结构安全或增加工程造价，但计算分析简单，工程界易于接受。
然而对于条形、筏形和箱形等规模较大、承受荷载多和上部结构较复杂的基础，上述简化分析，仅满足静力平衡条件而不考虑三者之间的相互作用，则常常引起较大误差。
由于基础在地基平面上一个或两个方向的尺度与其竖向截面相比较大，一般可看成是地基上的受弯构件—梁或板。
其挠曲特征、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特征有关，故应从三者相互作用的角度出发，采用适当的方法进行设计。
应该指出，上部结构、基础和地基共同作用是一个复杂的研究课题，尽管已取得较丰硕的成果，但是由于涉及到的因素很多，尤其地基土是一种很复杂的材料，目前尚缺少一种理想的地基模型去确切模拟，因此考虑共同工作的分析结果与实测资料对比往往存在着不同程度的差异，有时误差还较大，说明理论分析方法尚有待进一步完善，许多设计人员提出，设计这些基础宜以“构造为主，计算为辅”的原则，本章在介绍柱下条形基础、筏形基础、箱形基础设计计算的同时，也介绍其结构和构造要求，供设计时采用。
柱下条形基础设计46页PPT
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。 17、童孺纵行歌，斑白欢游诣。 18、福不虚至，祸不易来。 19、久在樊笼里，复得返自然。 20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。
柱下条形基础设计
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
基础工程 第三章 连续基础
s R
其中柔度系数按分层总和法计算：
ij
k 1
m
kijH ki
Eski
弹性半空间地基模型的优缺点： 能考虑应力扩散，能考虑相邻荷载的 影响。且能考虑地基土的分层变化。但仍 不能考虑土的应力应变非线性。 弹性半空间地基模型的适用条件： 分层的各种土组成的地基。
3.4文克勒地基上梁的计算
M 02 M 0 3 M M 剪力，归纳公式为： w Bx， C x，M 0 Dx，V 0 Ax kb kb 2 2
x x Ax e (cosx sin x)，Bx e sin x 式中 x x C e (cos x sin x ) ， D e cosx，均可按x查表获得。 x x 当 x 0 时，取其绝对值计算，所得结果 w、M取相反符号 、V 正负条形基础、十字交叉条形基础、筏板式基础和箱形基础等 的统称。也可简称为梁板式基础。 连续基础具有以下特点： (1)基底面积大、承载能力高，适用于荷载集中的高层建筑和荷载较大的工 业建筑； (2)能增大上部结构整体刚度，减小建筑物的不均匀沉降； (3)对于埋置深度较大的箱形基础，可以考虑挖除的土重对建筑物荷载的补 偿作用； (4)连续基础造价较高； (5)连续基础设计计算较为复杂。 连续基础是地基上的多跨连续受弯构件，其弯曲内力和挠曲变形都与地基 、基础以及上部结构的相对刚度有关，因此，综合考虑地基、基础与上部结构相 互作用，并选择适宜的地基计算模型，才能经济高效地完成连续基础的工程设计 。
2.弹性半空间地基模型
假定地基为弹性半空间力学介质，由Boussinesq解,
P(1 2 ) 地基沉降：s w( x, y,0) E0 r
si i1 p1 f1 i 2 p2 f 2 ... in pn f n ij R j 第i单元地基沉降：
一建中十字交叉
一建中十字交叉
条形基础
条形基础是指基础长度远大于其宽度的一种基础形式。按上部结
构形式，可分为墙下条形基础和柱下条形基础。
1、墙下条形基础
条形基础是承重墙基础的主要形式，常用砖、毛石、三合土或灰
土建造。当上部结构荷载较大而土质较差时，可采用钢筋混凝土建造，
墙下钢筋混凝土条形基础一般做成无肋式；如地基在水平方向上压缩
性不均匀，为了增加基础的整体性，减少基础的不均匀沉降，也可做
成肋式的条形基础。
2、柱下钢筋混凝土条形基础
当地基软弱而荷载较大时，需要扩大基础底面积，同时又能增强
基础的整体性并方便施工．可将同一排的柱基础连通做成钢筋混凝土
条形基础。
3、柱下十字交叉基础
荷载较大的高层建筑，如土质软弱，为了增强基础的整体刚度，
减少不均匀沉降，可以沿柱网纵、横方向设置钢筋混凝土条形基础，
形成十字交叉基础。
地基第3章柱下条形基础
跨度范围内，悬挑部分取全长。
对边跨支座
q1
l0
R1
l1
3
对中间支座
qi
l i1
Ri
3 li
3
q1
qi-1
qi
qi+1
l0 l1/3 l1/3 li-1/3 li-1/3 li/3 li/3 li+1
l0
l1
li-1
li
li+1
调整荷载计算简图
c．继续计算调整荷载qi引起的内力和支座反力，并 重复计算不平衡力，直至小于容许值（一般不超过
荷载的20%)。 d. 将逐次计算的结果叠加，即为最终内力计算结果。
倒梁法计算步骤如下 （1）根据初步选定的柱下条形基础尺寸和作用荷载
，确定计算简图。 （2）计算基底净反力及分布。按刚性梁基底反力线
性分布进行计算。 （3）用弯矩分配法或弯矩系数法计算弯矩和剪力。 （4）调整不平衡力。 （5）继续用弯矩分配法或弯矩系数法计算内力，并
挠度
w
F0
2kb
Ax
转角 弯矩 剪力 其中
F0 2
kb
Bx
M
F0
4
Cx
V
F0 2
Dx
Ax e x cos x sinx
B x e x sinx
C x e x cos x sinx
Dx e x cos x
上式Ax，Bx，Cx，Dx四个系数均是x的函数，可查表。
7. 翼板的钢筋
横向受力钢筋由计算确定。其直径不应小于 10mm，间距100~200mm。在T形与十字形交接处， 横向受力钢筋仅沿一个主受力方向通长布置，另一 方向可布置到主受力方向底板宽度1/4处。在拐角 处横向受力钢筋应沿两个方向布置。
条形基础
如果基础不是绝对刚性体而是有限刚性体 ， 如果基础不是绝对刚性体而是 有限刚性体， 在上部结构 有限刚性体 传来荷载和地基反力共同作用下，基础要产生一定程度的挠 传来荷载和地基反力共同作用下 ， 基础要产生一定程度的 挠 曲 ， 地基土 在基底反力作用下 产生相应的变形 。 基底反力的 地基土在基底反力作用下 产生相应的变形。 在基底反力作用下产生相应的变形 分布形状取决于基础与地基的相对刚度 ， 基础的刚度愈大， 分布形状取决于 基础与地基的相对刚度， 基础的刚度愈大 ， 基础与地基的相对刚度 地基的刚度愈小，则基底反力向边缘集中的程度愈高。 地基的刚度愈小，则基底反力向边缘集中的程度愈高。
a 柱下单向条形基础 b 十字交叉条形基础
平板式筏板基础
肋梁式筏板基础
连续基础
连续基础可以是一块平坦的板。为了减少板厚，常在单向或双向设置肋 连续基础可以是一块平坦的板。为了减少板厚，常在单向或双向设置肋 减少板厚 肋梁可以往上也可以往下设置。当底板、墙板和顶板连成整体时， 往上也可以往下设置 梁，肋梁可以往上也可以往下设置。当底板、墙板和顶板连成整体时， 便形成刚度很大的箱形基础 箱形基础。 便形成刚度很大的箱形基础。 连续基础高度方向的尺寸远小于其它两个方向的尺寸， 连续基础高度方向的尺寸远小于其它两个方向的尺寸，可以把它们看成 高度方向的尺寸远小于其它两个方向的尺寸 地基上的梁板结构 梁板结构。 地基上的梁板结构。 当上部结构的荷载通过基础传到地基上时，地基土对基础底面产生反力， 当上部结构的荷载通过基础传到地基上时，地基土对基础底面产生反力， 在结构荷载和地基反力的共同作用下，连续基础发生挠曲 并产生内力 挠曲， 内力。 在结构荷载和地基反力的共同作用下，连续基础发生挠曲，并产生内力。 连续基础的挠曲曲线特征、基底反力和基础内力的分布是上部结构、 连续基础的挠曲曲线特征、基底反力和基础内力的分布是上部结构、基 挠曲曲线特征 的分布是上部结构 础和地基相互作用的结果，应该按三者共同工作的分析方法求得。 相互作用的结果 三者共同工作的分析方法求得 础和地基相互作用的结果，应该按三者共同工作的分析方法求得。但这 样的设计方法非常复杂。 样的设计方法非常复杂。
基础工程第4部分柱下条形基础筏形和箱形基础-精选.ppt
（第4章 柱下条形基础、筏形和箱形基础）
第4章 柱下条形基础、筏形和箱形基础
4.1 概述 4.2 地基、基础与上部结构的共同作用 4.3 地基模型 4.4 弹性地基上梁的分析 4.5 柱下条形基础 4.6 筏形基础与箱形基础设计简介
2
4.1 概 述
1. 柱下条形基础、筏形和箱形基础概念 在实际工程中，当荷载较大、地基较软或上部结构对基础 的整体性有较高要求时可将柱下独立基础或墙下条形基础连接 起来，形成柱下条形基础和筏形基础，当需要进一步增强基础 的整体刚度时，可将基础在立面上设置成一层或若干层，这就 成为了箱形基础。 这几类基础的结构形式如图4-1~4-4（p. 77）。
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取网格j的集中力为Fj，如网格j中点受单位集中力作
用即Fj =l时，在网格i中点引起的竖向变形为δij（i=l，
2，…，n；j=l，2，…，n），则各网格中点的竖向F121 F222
Sn F1n1 F2n2
Fn1n
Fn
2
11
4.2 上部结构、基础与地基的共同作用
上部结构、地基和基础是建筑体系中的3个有机组成部分。 在荷载的作用下，3者不但要保持力的平衡，在变形上也必须 协调一致。也就是说，这3部分之间不但要满足力的平衡关系， 也需要满足变形协调条件。
基础的变形情况对地基反力有重要影响，例如对于绝对 刚性和绝对柔性的基础，其地基反力的分布有极大的差异。 反过来，地基的变形和地基反力的分布又会对基础和上部结 构的内力产生影响。这就是通常所说的上部结构、基础和地 基的相互作用，也就是3者的共同作用问题。
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2009年9月24日下午16时，我国第三代核电自主化依 托项目之一的山东海阳核电站一号机组核岛筏基第一罐混 凝土开始浇注。标志着海阳核电站一期工程提前实现工程