1、第一节 地基反力确定的一般方法一、地基反力及其分布形式高层建筑皆由上部结构和基础两部分构成，建筑物的荷载通过基础传递给地基，在基础底面和与之相接触的地基之间便产生了接触压力，基础作用于地基表面单位面积上的压力称为基底压力。根据作用与反作用原理，地基又给基础底面大小相等的反作用力，这就是地基反力(以往又称基底反力)。实验表明，影响地基反力分布形式的因素较多，如基础和上部结构的刚度、建筑物的荷载分布及其大小、基础的埋置深度、基础平面的形状和尺寸、有无相邻建筑物的影响、地基土的性质(如土的类别、非线性、蠕变性等)、施工条件(如施工引起的基底土的扰动)等。 对于柔性基础，由于其刚度很小，在竖向荷载作用
2、下没有抵抗弯曲变形的能力，能随着地基一起变形。因此，地基反力的分布与作用与基础上的荷载分布是一致的，如图 91 所示。柔性基础在均布荷载作用下，其沉降特点是中部大、边缘小。刚性基础受荷后基础不发生挠曲，且地基与基础的变形协调一致。因此，在轴心荷载作用下地基表面各点的竖向变形值相同。理论计算与试验均表明，轴心受荷时刚性基础典型的地基反力分布曲线形式有： (d)凹抛物线形；(b) 马鞍形； (f)凸抛物线形； (d)钟形。如图 92 所示。当荷载较小时，地基反力分布曲线呈凹抛物线或马鞍形；随着荷载的增大，位于基础边缘部分的地基土产生塑性变形区，边缘地基反力不再增大，而荷载增加部分则由中间部分的土体
3、承担，中间部分的地基反力继续增大，地基反力分布曲线逐渐由马鞍形转变为抛物线形；当荷载接近地基土的破坏荷载时，地基反力分布曲线又由抛物线形变成钟形。在实际工程箱形基础地基反力测试中，常见的地基反力分布曲线是凹抛物线形和马鞍形，一般难以见到凸抛物线形和钟形。主要原因是测试时地基承受的实际荷载很难达到考虑各种因素的设计荷载值，同时，设计采用的地基承载力也有一定的安全系数，因此，地基难以达到临塑状态。测试还表明：地基反力分布一般是边端大、中间小，反力峰值位于边端附近；并且，基础的刚度越大，反力越向边端集中。二、常见地基反力计算方法在高层建筑箱形基础内力分析与计算中，地基反力的计算与确定占有比较重要的地
4、位。这时因为地基反力的大小及分布形状是决定箱形基础内力的最主要因素之一，它不仅决定内力的大小，在某些情况下甚至可以改变内力(主要是整体弯矩)的正负号。同时，一旦确定了地基反力的大小与分布形状，箱形基础的内力计算问题就迎刃而解了。正是由于地基反力计算的重要性及复杂性，国内外许多学者对此做了大量研究工作，提出了多种计算方法。每种计算方法采用的基本假定或地基计算模型不尽相同，因而计算出的地基反力分布形状差异较大。在计算中，一般采用一种地基计算模型，有时也可根据施工条件和地基土的特性将地基土进行分层，联合使用两种地基计算模型。有关地基计算模型，本书第 8 章“地基的力学模型与基础梁板的数值分析” 中有详细系统的介绍。随着电子计算机技术的飞速发展，在地基反力计算中考虑影响地基反力的因素也在逐步增加，原来比较复杂的问题变得相对容易。但是，到目前为止，还没有一种能包含各种因素影响且符合实际情况的地基反力的计算方法。各种方法的出现，也与当时的计算手段有关。传统的和比较常见的地基反力计算方法有：1地基反力按直线分布的计算方法这是一种简单、近似的方法，假定地基反力是按直线变化规律分布的，利用材料力学中有关计算公式即可求得地基反力。当受轴心荷载作用时：
