地下斜結(jié)構(gòu)與地基共同作用問題項目摘要

近三年內(nèi)定稿了與本資助項目《“四湖”地區(qū)生態(tài)經(jīng)濟綜合發(fā)展總體規(guī)劃研究》的共14個研究報告（計300余萬字），（正在組織評審鑒定）；已在《系統(tǒng)工程理論與實踐》、《自動化學報》、《INT·J·SystemsSci》等刊物發(fā)表論文35篇、出版專著《江漢平原濕地農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展研究》一本，已完成待發(fā)表論文近20篇，培養(yǎng)已授學位的碩士3名。整個工作包括三方面內(nèi)容；一是通過大小三個規(guī)劃，系統(tǒng)地闡明了經(jīng)濟發(fā)展，特別是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的基本理論、方法與決策支持的一系列定性認識；二是提出了一個生態(tài)經(jīng)濟規(guī)劃的普適性理論框架及相應的定量模型分析體系，從而具體化了處理開放復雜系統(tǒng)的“從定性到定量綜合集成”方法論的可操作性；三是提出一個探索系統(tǒng)科學基礎理論的定性框架思路，并獲得一些很初步的結(jié)果。 2100433B

結(jié)構(gòu)物與地基基礎共同作用，把結(jié)構(gòu)物、地基與基礎看成一個整體,并滿足地基、基礎和結(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計概念。已列入多個國家和中國地基基礎規(guī)范中。共同作用設計方法可使設計的基礎安全、經(jīng)濟。

本書闡述了建筑結(jié)構(gòu)與地基基礎共同作用分析方法。書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)體系兩種模型的簡化計算方法，對上部結(jié)構(gòu)經(jīng)連續(xù)化處理后的有限差分法和加權殘數(shù)法、子結(jié)構(gòu)分析方法。

常規(guī)設計法通常是把上部結(jié)構(gòu)、基礎與地基三者作為彼此離散的獨立結(jié)構(gòu)單元進行力學分析的。如圖1（a）所示為一柱下條形基礎上的平面框架，上部結(jié)構(gòu)、基礎和地基三者是一個整體，相互作用，相互制約，協(xié)調(diào)變形。而常規(guī)設計分析上部結(jié)構(gòu)時，先把上部結(jié)構(gòu)（框架）從整體中分離出來，如圖1（b）所示，假設基礎完全不發(fā)生沉降，將底層柱腳固定（或鉸接）于基礎,上，從而計算在荷載作用下的框架內(nèi)力；在分析基礎時，將基礎從整體中分離出來，將求得的柱腳反力相等但相反的力系作為基礎荷載。如圖1（c）所示，假設基礎剛度無窮大，地基對基礎的反力按線性分布，這樣就可以求得基礎截面內(nèi)力，從而進行配筋計算；而進行地基計算時，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（即不考慮基礎剛度）來驗算,地基承載力和基礎沉降。

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

由此可見，合理的分析方法，原則上應該以地基、基礎，上部結(jié)構(gòu)之問必須同時滿足靜力平衡和變形協(xié)調(diào)兩個條件為前提。只有這樣，才能揭示它們在外荷作用下相互制約、彼此影響的內(nèi)在聯(lián)系，從而達到安全，經(jīng)濟的設計目的。

至今，基于相互作用分析的設計方法已被稱為“合理設計”，但畢竟還處于研究階段，一般基礎設計仍然采用前面所述的常規(guī)設計方法。盡管如此，掌握地基、基礎和上部結(jié)構(gòu)相互作用的基本概念，將相互作用概念設計理念融入到基礎設計中，將有助于了解各類基礎的性能，正確選擇地基基礎方案，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問題。