結(jié)構(gòu)物與地基基礎(chǔ)共同作用

結(jié)構(gòu)物與地基基礎(chǔ)共同作用，把結(jié)構(gòu)物、地基與基礎(chǔ)看成一個(gè)整體,并滿(mǎn)足地基、基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)物三者在接觸部位的變形協(xié)調(diào)條件和靜力平衡條件的設(shè)計(jì)概念。已列入多個(gè)國(guó)家和中國(guó)地基基礎(chǔ)規(guī)范中。共同作用設(shè)計(jì)方法可使設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)安全、經(jīng)濟(jì)。

本書(shū)闡述了建筑結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)共同作用分析方法。書(shū)中介紹了幾種線彈性地基上共同作用的線性分析方法，包括雙梁體系和一層框架結(jié)構(gòu)體系兩種模型的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，對(duì)上部結(jié)構(gòu)經(jīng)連續(xù)化處理后的有限差分法和加權(quán)殘數(shù)法、子結(jié)構(gòu)分析方法。

內(nèi)容提要

本書(shū)系根據(jù)作者多年來(lái)的科學(xué)成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提煉而成，內(nèi)容主要包括

現(xiàn)有帶裙房的高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，帶裙房的高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用

理論（包括地下連續(xù)墻作為承重墻參與共同作用、逆作法的共同作用和基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)

計(jì)理論）以及帶裙房的高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用規(guī)律。本書(shū)并以工程實(shí)例闡

明帶裙房的高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用理論對(duì)設(shè)置后澆縫選擇優(yōu)化澆注時(shí)間以

及指導(dǎo)不設(shè)后澆縫的設(shè)計(jì)的合理性和可行性。提出在軟土地區(qū)帶裙房的高層建筑

的地基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)建議，論述不設(shè)縫的充分可能性，提出運(yùn)用綜合分析樁基沉降計(jì)算

方法確定差異沉降，有規(guī)可循，并能根據(jù)具體情況對(duì)帶裙房高層建筑的地基基礎(chǔ)進(jìn)

行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

本書(shū)可供從事土木工程設(shè)計(jì)和施的技術(shù)人員以及大專(zhuān)院校有關(guān)專(zhuān)業(yè)的教師和

科研人員參考。

常規(guī)設(shè)計(jì)法通常是把上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基三者作為彼此離散的獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行力學(xué)分析的。如圖1（a）所示為一柱下條形基礎(chǔ)上的平面框架，上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者是一個(gè)整體，相互作用，相互制約，協(xié)調(diào)變形。而常規(guī)設(shè)計(jì)分析上部結(jié)構(gòu)時(shí)，先把上部結(jié)構(gòu)（框架）從整體中分離出來(lái)，如圖1（b）所示，假設(shè)基礎(chǔ)完全不發(fā)生沉降，將底層柱腳固定（或鉸接）于基礎(chǔ),上，從而計(jì)算在荷載作用下的框架內(nèi)力；在分析基礎(chǔ)時(shí)，將基礎(chǔ)從整體中分離出來(lái)，將求得的柱腳反力相等但相反的力系作為基礎(chǔ)荷載。如圖1（c）所示，假設(shè)基礎(chǔ)剛度無(wú)窮大，地基對(duì)基礎(chǔ)的反力按線性分布，這樣就可以求得基礎(chǔ)截面內(nèi)力，從而進(jìn)行配筋計(jì)算；而進(jìn)行地基計(jì)算時(shí)，則將基底反力反向施加于地基，如圖1（d）所示，并作為柔性荷載（即不考慮基礎(chǔ)剛度）來(lái)驗(yàn)算,地基承載力和基礎(chǔ)沉降。

由于地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)沿接觸點(diǎn)（面）分離后，雖然要求滿(mǎn)足靜力平衡條件，但卻完全忽略了三者之間受荷前后的變形連續(xù)性。其實(shí)，地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)三者是相互聯(lián)系成整體來(lái)承擔(dān)荷載而發(fā)生變形的。這時(shí)，三部分都將按各自的剛度對(duì)變形產(chǎn)生相互制約的作用，從而使整個(gè)體系的內(nèi)力（包括柱腳和基底的反力）和變形（包括基礎(chǔ)沉降）發(fā)生變化。顯然，當(dāng)?shù)鼗浫?、結(jié)構(gòu)物對(duì)不均勻沉降敏感時(shí)，上述常規(guī)分析結(jié)果與實(shí)際情況的差別就愈大。

由此可見(jiàn)，合理的分析方法，原則上應(yīng)該以地基、基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)之問(wèn)必須同時(shí)滿(mǎn)足靜力平衡和變形協(xié)調(diào)兩個(gè)條件為前提。只有這樣，才能揭示它們?cè)谕夂勺饔孟孪嗷ブ萍s、彼此影響的內(nèi)在聯(lián)系，從而達(dá)到安全，經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)目的。

至今，基于相互作用分析的設(shè)計(jì)方法已被稱(chēng)為“合理設(shè)計(jì)”，但畢竟還處于研究階段，一般基礎(chǔ)設(shè)計(jì)仍然采用前面所述的常規(guī)設(shè)計(jì)方法。盡管如此，掌握地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)相互作用的基本概念，將相互作用概念設(shè)計(jì)理念融入到基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，將有助于了解各類(lèi)基礎(chǔ)的性能，正確選擇地基基礎(chǔ)方案，理解影響地基變形允許值的因素和采取防止不均勻沉降損害的措施等有關(guān)問(wèn)題。