2011岩土工程师考试浅基础设计讲解(2)

　　7.1.2 基础设计方法 $lesson$

　　基础的上方为上部结构的墙、柱，而基础底面以下则为地基土体。基础承受上部结构的作用并对地基表面施加压力(基底压力)，同时，地基表面对基础产生反力(地基反力)。两者大小相等，方向相反。基础所承受的上部荷载和地基反力应满足平衡条件。地基土体在基底压力作用下产生附加应力和变形，而基础在上部结构和地基反力的作用下则产生内力和位移，地基与基础互相影响、互相制约。进一步说，地基与基础之间，除了荷载的作用外，还与它们抵抗变形或位移的能力有着密切关系。而且，基础及地基也与上部结构的荷载和刚度有关。即：地基、基础和上部结构都是互相影

　　响、互相制约的。它们原来互相连接或接触的

　　部位，在各部分荷载、位移和刚度的综合影响

　　下，一般仍然保持连接或接触，墙柱底端位移、

　　该处基础的变位和地基表面的沉降相一致，满

　　足变形协调条件。上述概念。可称为地基-基础

　　-上部结构的相互作用。

　　为了简化计算，在工程设计中，通常把上部

　　结构、基础和地基三者分离开来，分别对三者进

　　行计算：视上部结构底端为固定支座或固定铰支

　　座，不考虑荷载作用下各墙柱端部的相对位移，

　　并按此进行内力分析(图7-1b);而对基础与地

　　基，则假定地基反力与基底压力呈直线分布，分

　　别计算基础的内力与地基的沉降(图7-1c、d)。

　　这种传统的分析与设计方法，可称为常规设计法。

　　这种设计方法，对于良好均质地基上刚度大的基 图7-1 常规设计法计算简图

　　础和墙柱布置均匀、作用荷载对称且大小相近的

　　上部结构来说是可行的。在这些情况下，按常规设计法计算的结果，与进行地基-基础-上部结构相互作用分析的差别不大，可满足结构设计可靠度的要求，并已经过大量工程实践的检验。

　　基底压力一般并非呈直线(或平面)分布，它与土的类别性质、基础尺寸和刚度以及荷载大小等因素有关。在地基软弱、基础平面尺寸大、上部结构的荷载分布不均等情况下，地基的沉降喝分力将受到基础和上部结构的影响，而基础和上部结构的内力和变位也将调整。如按常规方法计算，墙柱底端的位移、基础的挠曲和地基的沉降将各不相同，三者变形不协调，且不符合实际。而且，地基不均匀沉降所引起的上部结构附加内力和基础内力变化，未能在结构设计中加以考虑，因而也不安全。只有进行地基-基础-上部结构的相互作用分析，才能合理进行设计，做到既降低造价又能防止建筑物遭受损坏。目前，这方面的研究工作已取得进展，人们可以根据某些实测资料和借助电子计算机，进行某些结构类型、基础型式和地基条件的相互作用分析，并在工程实践中运用相互作用分析的成果或概念。

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