1、 310 310 地基基础与上部结构的共同工作地基基础与上部结构的共同工作o一、共同工作的基本概念一、共同工作的基本概念o地基、基础和上部结构三者组成一个地基、基础和上部结构三者组成一个完整的体系，在接触处既传递荷载，完整的体系，在接触处既传递荷载，又又相互约束相互约束和和相互作用相互作用，即三者是，即三者是共共同工作同工作的。的。o地基、基础和上部结构原来彼此地基、基础和上部结构原来彼此接触接触或连结的部位或连结的部位，变形后仍应保持接触，变形后仍应保持接触或连结，即在接触或连结点上，要满或连结，即在接触或连结点上，要满足足变形协调条件变形协调条件，这就是，这就是共同工作的共同工作的基本概念
2、基本概念。d 上部结构上部结构基基 础础地地 基基FGP1上上 部部结结 构构基基 础础地地 基基F FF+GF+G 不均匀沉降不均匀沉降不均匀变形不均匀变形附加应力附加应力 变形变形框架结构框架结构排架结构排架结构刚度较大刚度较大刚度较小刚度较小引起较大引起较大附加应力附加应力甚至开裂甚至开裂附加应力附加应力较小较小敏感性大敏感性大敏感性小敏感性小结论：结论：三者相互作用的效果主要取决于它们的三者相互作用的效果主要取决于它们的刚度刚度。二、地基变形和上部结构的相互作用二、地基变形和上部结构的相互作用 地基变形使上部结构产生附加内力，并随其刚度的增大地基变形使上部结构产生附加内力，并随其刚度的
3、增大而增大；而增大；上部结构的刚度又调节着地基的变形，刚度增大，调节上部结构的刚度又调节着地基的变形，刚度增大，调节能力也增大。能力也增大。为减少不均匀沉降，可加强上部结构刚度（为减少不均匀沉降，可加强上部结构刚度（抵抗抵抗）；为）；为减少上部结构附加应力，可采用刚度小的不敏感性结构（减少上部结构附加应力，可采用刚度小的不敏感性结构（适适应应）。为减少地基的过大变形或不均匀变形，可进行地基处）。为减少地基的过大变形或不均匀变形，可进行地基处理（理（改造改造）。）。三、上部结构与基础的共同作用三、上部结构与基础的共同作用 对于同一地基和基础，上部结构刚度不同将使基础受力对于同一地基和基础，上部结
4、构刚度不同将使基础受力发生变化。举例说明：发生变化。举例说明：(a)(a)结构绝对刚性结构绝对刚性(b)(b)结构完全柔性结构完全柔性 上述为两种极端情况，在实际工程中，大多数建筑的结上述为两种极端情况，在实际工程中，大多数建筑的结构刚度介于绝对刚性和完全柔性之间。构刚度介于绝对刚性和完全柔性之间。而且随着上部结构刚而且随着上部结构刚度的增加，基础挠曲和内力将减少，度的增加，基础挠曲和内力将减少，与此同时，上部结构因与此同时，上部结构因柱端的位移而产生次生应力。柱端的位移而产生次生应力。这些判断有助于地基基础的设计。如：单层排架结构基这些判断有助于地基基础的设计。如：单层排架结构基础就可适当放
5、宽变形。础就可适当放宽变形。四、地基与基础的共同作用四、地基与基础的共同作用 地基刚度对基础的影响地基刚度对基础的影响地基刚度地基刚度地基抵抗变形的能力，即地基的软硬或压缩性。地基抵抗变形的能力，即地基的软硬或压缩性。若地基是绝对刚性的（不可压缩），则基础不会产生挠若地基是绝对刚性的（不可压缩），则基础不会产生挠曲，上部结构也不会因基础不均匀沉降而产生附加应力，这曲，上部结构也不会因基础不均匀沉降而产生附加应力，这时，共同工作的相互影响很弱。时，共同工作的相互影响很弱。通常地基土都有一定压缩性，在上部结构和基础刚度一通常地基土都有一定压缩性，在上部结构和基础刚度一定时，地基土愈软弱，基础的相对
6、挠曲和内力就越大，相定时，地基土愈软弱，基础的相对挠曲和内力就越大，相应对上部结构产生的附加应力就愈大。如图所示：应对上部结构产生的附加应力就愈大。如图所示：地基刚度对基础的影响地基刚度对基础的影响 地基压缩性不均匀对基础的影响地基压缩性不均匀对基础的影响地基的不均匀性对基础的影响地基的不均匀性对基础的影响基础刚度对地基反力的影响基础刚度对地基反力的影响 基础将上部结构的荷载传递给地基，并通过自身的刚度，基础将上部结构的荷载传递给地基，并通过自身的刚度，对上对上调整调整上部结构荷载，对下上部结构荷载，对下约束约束地基变形，使上部结构、地基变形，使上部结构、基础和地基形成一个共同受力，变形协调的
7、整体，基础和地基形成一个共同受力，变形协调的整体，因而基础因而基础起承上启下的关键作用。起承上启下的关键作用。基础刚度的影响基础刚度的影响:完全柔性基础完全柔性基础（不能调整或约束地基变形）（不能调整或约束地基变形）地基凹曲变形地基凹曲变形荷载均匀分布荷载均匀分布抛物线形分布抛物线形分布地基均匀沉降地基均匀沉降（地基反力均布）（地基反力均布）（反力抛物线形）（反力抛物线形）绝对刚性基础下土性的影响绝对刚性基础下土性的影响完全弹性完全弹性强度有限强度有限 边缘破坏边缘破坏应力转移应力转移钟钟 形形抛物线抛物线均布荷载均布荷载绝对刚性绝对刚性（两侧集中两侧集中）马鞍形马鞍形荷载增加荷载增加边缘剪坏
8、边缘剪坏应力转移应力转移无粘性土无粘性土埋深很浅埋深很浅边缘不受荷边缘不受荷1.1.完全柔性基础完全柔性基础2.2.完全刚性基础完全刚性基础3.3.一般弹性基础一般弹性基础基础刚度对于基底反力的影响基础刚度对于基底反力的影响（有限刚性体）（有限刚性体）一定程度挠曲一定程度挠曲相应变形相应变形五、地基、基础和上部结构的共同作用五、地基、基础和上部结构的共同作用 基底反力分布曲线的形状决定于基础与地基的相对刚基底反力分布曲线的形状决定于基础与地基的相对刚度。度。上部结构上部结构基础基础地基地基上部结构上部结构 刚刚 度度基础刚度基础刚度叠加叠加总刚度总刚度地基刚度地基刚度分分析析作用后的作用后的基底反力基底反力分布曲线分布曲线基础和上部结构基础和上部结构的挠曲和内力的挠曲和内力地基变形地基变形土力学土力学结构结构力学力学关键关键：求解共同作用后的基底反力分布曲线。：求解共同作用后的基底反力分布曲线。困难：困难：选择正确的地基模型。选择正确的地基模型。
