2020年土力学及地基基础第7讲基底压力.ppt

本讲知识点：
一、基底压力及分布
二、基底压力简化计算
三、基底附加压力
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土力学及地基基础第7讲基底压力
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一、基底压力及分布
基底压力：建筑物上部结构荷载和基础自重通过基础传递给地基，在基础底面与地基之间产生的接触压力。
砂土
粘性土
刚性基础
基底压力影响因素：基础的形状、大小、刚度，埋深，基础上作用荷载的性质（中心、偏心、倾斜等）及大小、地基土性质。
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土力学及地基基础第7讲基底压力
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二、基底压力简化计算
刚性基础的基底压力呈非线性分布，荷载越大，越均匀。
圣维南原理：基底下一定深度处的附加应力与基底荷载的分布形态无关，只与其合力的大小和作用点位置有关。
对于具有一定刚度以及尺寸较小的基础，其基底压力近似视为线性分布，按材料力学公式进行简化计算。对于较复杂的其他基础，一般需考虑上部结构和基础的刚度以及地基土的力学性质的影响，按弹性地基梁板的方法计算。
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土力学及地基基础第7讲基底压力
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（一）中心荷载作用下的基底压力
对于条形基础，Fk，Gk取单位长度基底面积计算
Fk——相应于荷载标准组合时基础上的竖向力；
Gk——基础自重及其上回填土重标准值总和，Gk=γGAd，γG一般取20kN/m3，地下水位以下扣除水的浮力；
d——基础埋深，一般从室外设计地面或室内外平均设计地面算起。
A——基底面积。
pk
k
k
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土力学及地基基础第7讲基底压力
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（二）偏心荷载作用下的基底压力
e
l
b
pkmax
pkmin
Fk
Mk
Mk——作用于基础底面形心上的力矩，Mk=(Fk+Gk)∙e；
E——合力偏心距；
W——基础底面的抵抗矩；矩形截面W=bl2/6。
类似短柱偏心受压公式可得
e
Fk+Gk
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土力学及地基基础第7讲基底压力
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讨论
当e<l/6时，pkmax，pkmin>0，基底压力呈梯形分布；
当e=l/6时，pkmax>0，pkmin=0，基底压力呈三角形分布；
当e>l/6时，pkmax>0，pkmin<0，基底出现拉力，基底压力重分布。
pkmax
pkmin
e<l/6
pkmax
pkmin=0
e=l/6
e>l/6
pkmax
pkmin<0
pkmax
pkmin=0
基底压力重分布
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土力学及地基基础第7讲基底压力
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基底压力重分布
总的竖向荷载通过基底压力分布图形的形心
注意：e=Mk/(Fk+Gk)
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土力学及地基基础第7讲基底压力
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三、基底附加压力
一般情况下，由于土在自重作用下已经固结，只有新增的建筑物荷载，才会引起地基压缩变形。当基础埋置于地面下一定深度后，计算附加应力时用到的地面荷载强度不是基底压力的全部，而应该将基底处原有的自重应力扣除。
基底附加压力：作用于地基表面，由于建造建筑物而新增加的压力称为基底附加压力，即导致地基中产生附加应力的那部分基底压力。基底附加压力在数值上等于基底压力扣除基底标高处原有土体的自重应力。
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土力学及地基基础第7讲基底压力
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p
p0
说明：当基坑平面尺寸和深度较大时，应考虑坑底的回弹和再压缩而增加沉降。
基底压力
自重应力
基底附加压力
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土力学及地基基础第7讲基底压力
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例题分析
【例】已知如图所示柱基础所受荷载(相应于荷载效应标准组合)为Fk= 700 kN，Hk= 20 kN，Mk= ·m；若基础底面尺寸l×b = m× m， m， m。试求基底平均压力、基底最大压力和基底最小压力。
Hk=20kN
Fk=700kN
Mk=·m
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土力学及地基基础第7讲基底压力
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