建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的构件或结构,就是建筑物的基础。基础底面至地面的竖向距离,称为基础的埋置深度。建筑物的全部荷载,都由基础下面的地层承担。受到基础荷载影响的那部分地层,称为地基。对于平面尺寸不大的基础,受到影响的地层深度,大约相当于几倍基础底面的宽度。上部结构的自重及各种荷载都是通过基础传到地基中的。上部结构基础地基建筑物设计4土中应力计算4土中应力计算地基土在建筑物荷载作用发生变性和破坏,都是由于地基中应力的结果。因此,在分析地基的变形和稳定性时,必须了解土中应力分布特征。根据应力成因,地基中的应力分为:自重应力附加应力地基应力计算时的基本假设:③均匀一致各向同性体(土层性质变化不大时)②线弹性体(应力较小时)①连续介质(宏观平均)E、与(x,y,z)无关;与方向无关碎散体非线性弹塑性成层土各向异性4土中应力计算4.1土中自重应力计算4.2基础底面的压力分布与计算4.3竖向集中力作用下土中应力计算4.4竖向分布荷载作用下土中应力计算4.5应力计算的其他一些问题4.6有效应力原理1、自重应力的概念及计算公式在修建建筑物以前,地基中由土体本身有效重量引起的应力称为土的自重应力。反映了地基土的初始应力状态。假定地面水平,土为半无限弹性体,土在自重作用下不发生侧向变形,土体处于压密阶段。1)均匀土体均匀土体的垂向自重应力为:水平方向自重应力为:其中,——计算点以上土的重度;z——计算点至地面的垂直距离;K0——侧压力系数,K0=/(1-)。czcycxK0zczZ2)成层土体如果计算点深度范围内由n层土层构成,则该点处的自重应力为:其中,i——第i层土的重度;Hi——第i层土层的厚度。Z1H2H3H231ii0cz0cycxHKKiiczH2、考虑地下水位时的自重应力计算土中存在地下水时,地下水位面以上按天然重度计算,地下水位面以下按有效重度计算,地下水位应作为土层分界面。在地下水位以下,如埋藏有不透水层(如岩层或只含结合水的坚硬粘土层),由于不透水层中不存在水的浮力,所以层面及层面以下的自重营应力应按上覆土层的水土总重计算。此时,层面处的自重应力将出现突变,层面处自重应力有两个值。通常土的自重应力不会引起地基变形,因为正常固结的土在自重作用下已经固结稳定,只有新近形成的欠固结土或人工填土,在自重作用下尚未固结,这种土要考虑自重引起的地基变形。3、自重应力分布规律自重应力分布线的斜率是重度;自重应力在等重度地基中随深度呈直线分布;自重应力在成层地基中呈折线分布;在土层分界面处和地下水位处发生转折。均质地基122)(21成层地基4、自重应力计算举例例1.某土层及其物理性质指标如下图所示,试计算土中的自重应力。地下水位面解:第一层土为细砂,地下水位面以下的细砂要受到水的浮力作用,其浮重度’为:第二层粘土层的液性指数故认为粘土层受到水的浮力作用,其浮重度’为:地面处:z=0,cz=z=0;地下水位面处:z=2m,cz=192=38kPa;第二层土的顶面处:z=5m,cz==192+103=68kPa;第二层土的底面处:z=9m,cz==192+103+7.14=96.4kPa。土层中的自重应力cz分布图见上图。10)18.01(9.2519)81.99.25()1()('wsws1.7)50.01(8.268.16)81.98.26()1()('wsws109.125482550PLPLwwwwIiihiih例2.计算下图所示水下地基土中的自重应力分布。解:水下粗砂受到浮力的作用,其浮重度’为:’=sat-w=19.5-9.81=9.69kN/m3粘土层因为w