基础分担上部荷载的关系及其影响因素等等问题。目前由于计算机的飞速发展和大量现场量测和模型试验的进行，获得宝贵的实测资料，现在己经能给出一些共同作用的定量分析。
1.3 本文研究的主要内容
目前，在采用筏板基础的钢筋混凝土建筑设计中，对于同一建筑，不同的设计者的设计结果可能很不一致，整个结构的用钢量也相差很大。造成这种现象的根本原因主要有两个方面：一方面是由于目前人们对共同作用的受力机制还不太清楚，在设计中往往会加大结构的配筋；另一方面是筏板基础的设计方法不够成熟，如目前采用的常规设计方法可能导致设计者们力图将基础设计成刚性的。这种设计不合理的现象，将导致多层建筑的设计过于保守或偏于不安全的情况发生，因此合理的设计迫切需要对共同作用进行全面、深刻的认识。从目前对共同作用的研究情况看，研究的成果还存在着许多局限性。为了进一步对上部结构和筏板基础的受力状况进行分析，应该从上部结构、基础和地基的共同作用以及基础与地基的共同作用出发，对多层建筑设计进行深入的研究。
本文的主要内容包括：
1. 共同作用机理分析及设计方法研究；
2. 根据地基、基础和上部结构共同作用的实际工作情况，利用空间杆系结构的有限元对上部结构进行分析，再应用子结构的凝聚技术，将上部结构的有限元和弹性地基上筏板基础的有限元耦合，通过ANSYS程序分析，结合工程应用研究上部结构与筏板基础及地基受力性能的相互影响。
3. 应用上述筏板基础的分析方法，通过工程应用详细研究筏板基础的刚度、荷载及地基土的性质等因素对筏板基础受力性状的影响，得出筏板基础优化分析及设计方法。
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第2章 结构与土共同作用的原理
2.1上部结构刚度对基础受力状况的影响
图2-1为上部结构刚度对基础沉降及基底反力状况的影响情况。图2-1(a)中上部结构为刚性，当地基变形时，基础各柱均匀下沉，或基础梁相对弯曲值不超过万分之二，基础梁如倒置的连续梁，不产生整体弯曲，却以基底分布反力为外荷载，产生局部弯曲。刚性结构可以是烟囱、水塔、钢筋混凝土筒仓或其它高耸物。长高比小于2.5、荷载分布均匀、体形简单的建筑物也可按刚性结构考虑。此外基础刚度很大时如桩基、沉井、多层箱基，其相对弯曲值很小，也可按刚性结构考虑。刚性结构基础的基底反力分布及变形曲线如图2-1(a)所示。
上部结构为绝对柔性时，对基础的变形毫无约束作用，于是基础梁在产生局部弯曲的同时，还经受很大的整体弯曲。其基础沉降及基底反力情况如图2-1(c)所示。
半刚性结构介于柔性结构与刚性结构之间。它具有一定的承受弯曲变形的能力，也具有减小地基不均匀变形的能力。当土质较好，并呈硬塑状态时，它几乎没有调整地基不均匀变形的能力。当遇到软弱地基时，它又可能改变地基接触压力，使地基的变形减小。半刚性结构应用范围很广，其基底反力及沉降如图2-1(b)。
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(a)上部结构绝对刚性(b)上部结构半刚性(c)上部结构绝对柔性
图2-1上部结构刚度对基础受力状况的影响
2.2基础刚度对基底反力分布的影响
2.2.1绝对柔性基础
当上部结构刚度可以忽略时，绝对柔性基础对荷载传递无扩散作用，如同荷载直接作用于地基上，反力分布p(x ，y)与荷载分布q(x，y)大小相等，方向相反。当荷载均匀时，基础呈盆形沉降，如图2-2(a)所示。如欲使基础沉降均匀，则需使荷载从中部向两端逐渐增大，呈不均匀状，如图2-2(b)所示。
2.2.2绝对刚性基础
绝对刚性基础对荷载传递起“架越作用”。由于基础绝对刚性，迫使地基均匀沉降，地基反力分布为边缘大、中间小，如图2-3所示。由弹性理论导得弹性半空间表面上，半径为Ｒ的圆形刚性基础的反力分布为：
p(r)?p21?(r/R)8
2 （2-1）
式中：p为平均反力，显然，p(0)= p/2，p(R)=?
由于土中塑性区的开展，反力将发生重分布。塑性区最先在边缘出现，反力将减小，并向中部转移，形成马鞍形分布。如图2-3虚线所示。设计时，只要控制刚性角，基础强度能满足，不考虑弯矩，以剪力控制为主。
2.2.3半刚性基础
介于刚性基础和柔性基础之间的半刚性基础，如扩展基础、板式基础等，其反力大致为线性分布，如图2-4所示。
(a)均匀荷载(b)保持均匀沉降所需荷载分布形式
图2-2绝对柔性基础基底反力分布
图2-3刚性基础基底反力分布
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图2-4半刚性基础基底反力分布
2.2.4基底反力分布的一些定性规律
理论分析和实验研究表明，基底反力分布除与基础刚度密切相关外，还涉及到土的类别与变形特性、荷载大小与分布、土的固结与蠕变特性，以及基础的埋深和形状等多种因素。根据模型试验与大量现场实测资料分析，基底反力分布大致分为三种类型：
1．如果基底面积足够大，有一定埋深，荷载不大，地基尚处于线性变形阶段，则基底反力图多为马鞍形，如图2-5(a)所示，当地基土比较坚硬时，反力最大值的位置更接近于边缘。
2．砂土地基上的小型基础，埋深较浅或荷载较大，临近基础边缘的塑性区逐渐扩大，这部分地基土所卸除的荷载必然转移给基底中部的土体，导致中部基底反力增大，最后呈抛物线形，如图2-5(b)所示。
3．当荷载非常大，以致地基接近整体破坏时，反力更加向中部集中而呈倒钟形，如图2-5(c)所示，当其周围有非常大的地面堆载或相邻建筑的影响时，也可能出现倒钟形的反力分布。
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