基础工程知识清单

第4章 柱下条形基础、筏形和箱形基础

章内目录按知识点自动生成,适合快速定位概念、公式、流程和易错点。


1. 地基、基础、上部结构共同作用。

共同作用是把三者看成整体,接触部位既传递荷载,又在受力和变形上相互约束。

简化分析只满足静力平衡,但接触处变形不协调。

一般来说,简化法对上部结构偏不安全,对基础偏不经济。

2. 影响共同作用的因素。

地基刚度:地基越软,基础相对挠曲和内力越大,共同作用越明显。

基础刚度:基础越刚,基底反力越容易向边缘集中。

上部结构刚度:上部结构越刚,对基础变形约束越强。

地基均匀性:地基越不均匀,基础变形越复杂。

荷载情况:中柱荷载或边柱荷载的大小会改变基础受力。

3. 地基模型。

地基模型指地基表面压力与沉降之间的关系。

用途:确定地基反力分布和大小。

4. 文克勒地基模型。

特点:地面任一点压力只在该点引起地基变形。

公式:p = k s。

p 是地基反力或地基压力。

k 是基床系数或地基系数。

s 是竖向变形。

适用范围:地基土强度很低,如淤泥、软黏土;或地基压缩层厚度比基底尺寸小得多,不超过基底短边尺寸一半。

5. 弹性半空间地基模型。

把地基看作均匀连续的弹性半空间。

适用:均匀且强度较高的地基。

关键点:荷载作用会影响周围土体,不像文克勒模型那样只影响本点。

6. 有限压缩层地基模型。

把地基看成侧限条件下有限深度压缩土层。

以分层总和法为基础,建立压缩层变形与荷载的关系。

7. 弹性地基梁特征系数。

λ = 四次根号下(k b / 4EcIc)。

λ 综合反映梁土体系抵抗变形能力,单位为m^-1。

1/λ 为梁的特征长度。

特征长度越大,梁相对刚度越大。

8. 地基梁类型。

λl ≤ π/4:短梁,也称刚性梁。

π/4 < λl < π:有限长梁。

λl ≥ π:无限长梁或柔性梁。

对有限长、半无限长、无限长梁的判断影响边界条件和公式选择。

9. 集中力作用下无限长梁。

边界条件:

x趋于无穷时,挠度w趋于0。

对称点处转角为0。

端部或荷载处剪力、弯矩按荷载条件确定。

计算内容:挠度、转角、弯矩、剪力、地基反力。

重要思想:多个集中荷载可以叠加。

10. 集中力矩作用下无限长梁。

同样根据边界条件求解挠度、转角、弯矩、剪力和地基反力。

注意集中力和集中力矩的边界条件不同,不能混用公式。

11. 半无限长梁。

一端为边界,另一端可视为无限远。

集中力作用和集中力矩作用的边界条件不同。

考试若出计算,通常重点考边界条件识别和公式代入。

12. 倒梁法。

假定上部结构刚性,各柱无差异沉降。

假设柱脚为固定铰支座,线性分布的基底反力为荷载。

条形基础被看成倒置连续梁。

可用普通连续梁方法求内力,如力法、位移法、力矩分配法。

13. 倒梁法易错点。

倒梁法未充分考虑基础梁挠度与地基变形协调。

计算出的支座反力与柱轴力可能不一致,这个差值叫不平衡力。

实践中可用反力局部调整法修正。

14. 静力平衡法。

假定基础绝对刚性。

按刚性基础基底压力简化计算地基反力。

再按静力平衡求基础梁内力。

通常得到的最不利弯矩偏大。

适用于刚度较大的条形基础及联合基础。

15. 十字交叉基础节点荷载分配。

弯矩:直接加于相应方向基础梁,不做分配,不考虑扭矩。

竖向荷载:必须满足静力平衡和变形协调。

静力平衡条件:Fi = Fix + Fiy。

变形协调条件:wix = wiy。

16. 节点类型。

内柱节点。

边柱节点。

角柱节点。

带悬挑的边柱节点。

带悬挑的角柱节点。

17. 筏形基础和箱形基础。

常用于多层和高层建筑。

埋深较大时,有利于提高地基承载力。

因挖除基底以上土体,可有效减小地基沉降。

可与桩基础联合形成桩筏基础或桩箱基础。

18. 筏基和箱基地基计算。

地基承载力验算。

地基沉降计算:压缩模量法、变形模量法。

横向倾斜计算。

内力计算:筏基可用刚性板法、倒楼盖法、弹性地基板简化法;箱基需考虑局部弯曲和整体弯曲。

第4章计算准备:

1. 会解释地基模型概念。

2. 会写文克勒模型 p = k s。

3. 会判断文克勒模型适用条件。

4. 会判断λl对应短梁、有限长梁、无限长梁。

5. 会说明倒梁法假定、适用和偏差。

6. 会写十字交叉基础荷载分配的两个条件。