2013年巖土師考試《基礎知識》章節(jié)講解2


7.1.2基礎設計方法
基礎的上方為上部結構的墻、柱,而基礎底面以下則為地基土體?;A承受上部結構的作用并對地基表面施加壓力(基底壓力),同時,地基表面對基礎產生反力(地基反力)。兩者大小相等,方向相反?;A所承受的上部荷載和地基反力應滿足平衡條件。
地基土體在基底壓力作用下產生附加應力和變形,而基礎在上部結構和地基反力的作用下則產生內力和位移,地基與基礎互相影響、互相制約。進一步說,地基與基礎之間,除了荷載的作用外,還與它們抵抗變形或位移的能力有著密切關系。而且,基礎及地基也與上部結構的荷載和剛度有關。即:地基、基礎和上部結構都是互相影響、互相制約的。
它們原來互相連接或接觸的部位,在各部分荷載、位移和剛度的綜合影響下,一般仍然保持連接或接觸,墻柱底端位移、該處基礎的變位和地基表面的沉降相一致,滿足變形協(xié)調條件。上述概念。可稱為地基-基礎-上部結構的相互作用。
為了簡化計算,在工程設計中,通常把上部結構、基礎和地基三者分離開來,分別對三者進行計算:視上部結構底端為固定支座或固定鉸支座,不考慮荷載作用下各墻柱端部的相對位移,并按此進行內力分析;而對基礎與地基,則假定地基反力與基底壓力呈直線分布,分別計算基礎的內力與地基的沉降。
這種傳統(tǒng)的分析與設計方法,可稱為常規(guī)設計法。
在這些情況下,按常規(guī)設計法計算的結果,與進行地基-基礎-上部結構相互作用分析的差別不大,可滿足結構設計可靠度的要求,并已經過大量工程實踐的檢驗。
基底壓力一般并非呈直線(或平面)分布,它與土的類別性質、基礎尺寸和剛度以及荷載大小等因素有關。在地基軟弱、基礎平面尺寸大、上部結構的荷載分布不均等情況下,地基的沉降喝分力將受到基礎和上部結構的影響,而基礎和上部結構的內力和變位也將調整。
如按常規(guī)方法計算,墻柱底端的位移、基礎的撓曲和地基的沉降將各不相同,三者變形不協(xié)調,且不符合實際。而且,地基不均勻沉降所引起的上部結構附加內力和基礎內力變化,未能在結構設計中加以考慮,因而也不安全。只有進行地基-基礎-上部結構的相互作用分析,才能合理進行設計,做到既降低造價又能防止建筑物遭受損壞。
目前,這方面的研究工作已取得進展,人們可以根據(jù)某些實測資料和借助電子計算機,進行某些結構類型、基礎型式和地基條件的相互作用分析,并在工程實踐中運用相互作用分析的成果或概念。
7.1.3對地基計算的要求
在《建筑地基基礎設計規(guī)范》中,根據(jù)地基損壞造成建筑物破壞后果(為及人的性命、造成經濟損失、社會影響及修復的可能性)的嚴重性,將建筑物分為三個安全等級。
根據(jù)建筑物的安全等級和其它情況,地基基礎計算應按下列要求進行:
1.各級建筑物的基礎底面積均應按地基承載力設計值進行計算。
2.一級建筑物及表7-16所列范圍以外的二級建筑物,應進行變形計算。
3.對經常承受水平荷載作用的高層建筑和高聳結構,以及建造在斜坡上的建筑物,尚應驗算其穩(wěn)定性。
7.1.4關于荷載取值的規(guī)定
按現(xiàn)行國家標準,荷載分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載,荷載采用標準值或設計值表達。荷載設計值等于其標準值乘以荷載分項系數(shù)。在地基基礎設計中,作用在基礎上的各類荷載及其取值方法,可按下列各項規(guī)定或做法選取。
1.上部結構作用在基礎上的永久荷載,其分項系數(shù)為1.2,而可變荷載的分項系數(shù)為1.4.當采用某些結構分析程序進行電算時,可取永久荷載和可變荷載的綜合分項系數(shù)為1.25.
2.按地基承載力確定基礎面積及埋深時,傳至基礎頂面上的荷載應按基本組合的設計值計算。
3.計算地基穩(wěn)定性(以及滑坡推力)和重力式擋土墻上土壓力時,荷載應按基本組合,但荷載分項系數(shù)均為1.0.
4.計算基礎的最終沉降量時,傳至基礎底面上的荷載應按長期效應組合,且不計入風荷載和地震作用,荷載采用標準值。
5.進行基礎截面及配筋計算時,荷載均采用設計值。
6.設計鋼筋混凝土擋土墻結構時,土壓力應按設計值計算,且所取分項系數(shù)不小于1.2.
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