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连续基脚地基与基础的相互作用

2022/07/15153 作者:佚名
导读:建筑物基础的沉降、内力以及基底反力的分布,除了与地基因素有关外,还受基础及上部结构的制约。此处只限于考虑基础本身刚度的作用而忽略上部结构的影响。为了建立基本概念,以下先讨论柔性基础和刚性基础两种极端情况。 A柔性基础、柔性荷载 柔性基础的抗弯刚度很小。它好比放在地上的柔软薄膜,可以随着地基的变形而任意弯曲。基础上任一点的荷载传递到基底时不可能向旁扩散分布,也称柔性荷载,就象直接作用在地基上一样;所

建筑物基础的沉降、内力以及基底反力的分布,除了与地基因素有关外,还受基础及上部结构的制约。此处只限于考虑基础本身刚度的作用而忽略上部结构的影响。为了建立基本概念,以下先讨论柔性基础和刚性基础两种极端情况。

A柔性基础、柔性荷载

柔性基础的抗弯刚度很小。它好比放在地上的柔软薄膜,可以随着地基的变形而任意弯曲。基础上任一点的荷载传递到基底时不可能向旁扩散分布,也称柔性荷载,就象直接作用在地基上一样;所以,柔性基础的基底反力分布与作用于基础上的荷载分布完全一致,如图2(a)所示。

如果假设地基是均质的弹性半空间,则可利用角点法求得柔性基础底面任意点的沉降。所得的计算结果以及工程实践经验都表明,均布荷载下柔性基础的基底沉降是中部大,边缘小,如图2(a)所示。这种中间大两端小的变形称为正向挠曲,正向挠曲是整体弯曲的常见形式。由此可见,缺乏刚度的基础,由于无力调整基底的不均匀沉降,就不可能使传至基底的荷载改变其原来的分布情况。如果要使柔性基础底面的沉降趋于均匀,显然就得增大基础边缘的荷载,并使中部的相应减少,这样。荷载和反力就应该变成如图2(b)所示的非均布的形状了。

图2

B刚性基础、刚性荷载

刚性基础具有非常大的抗弯刚度,受荷后基础不挠曲,因此,原来是平面的基底,沉降后仍然保持平面。如基础的荷载合力通过基底形心,则沿基底的沉降处处相同。这样,根据以上柔性基础沉降均匀时基底反力分布不均匀的论述,可以推断,中心荷载下刚性基础基底反力的分布也应该是边缘大,中部小,如图3(a)中实线所示,此时,基底对地基的压力也称刚性荷载。

而当荷载偏心时,沉降后基底为一倾斜平面,反力图就变成不对称形状了。由此可见,具有刚度的基础,在调整基底沉降使之趋于均匀的同时,也使基底压力发生由中部向边缘转移的过程。此处把刚性基础能跨越基底中部,将所承担的荷载相对集中地传至基底边缘的现象叫做基础的“架越作用”。

由此可见,在基础的架越作用以及由于土中塑性区的开展而发生反力重分布这两方面的综合影响下,基底反力的分布规律变得更加复杂了。根据地基剪切破坏理论,基底下塑性区发展的范围与荷载大小、土的抗剪强度、基础埋深(侧边超载)以及基底尺寸等因素有关。随着荷载的增加,邻近基底边缘的塑性区逐渐扩大,所增加的荷载必须靠基底中部反力的增大来平衡,于是,反力图可以由马鞍形逐渐变成抛物线形。但是,一般说来,无论无黏性土或黏性土地基,只要基础埋深和基底面积足够大、而荷载不太大时,基底反力图均呈马鞍形。

图3

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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