地下斜结构与地基共同作用问题项目摘要

近三年内定稿了与本资助项目《“四湖”地区生态经济综合发展总体规划研究》的共14个研究报告（计300余万字），（正在组织评审鉴定）；已在《系统工程理论与实践》、《自动化学报》、《INT·J·SystemsSci》等刊物发表论文35篇、出版专著《江汉平原湿地农业生态发展研究》一本，已完成待发表论文近20篇，培养已授学位的硕士3名。整个工作包括三方面内容；一是通过大小三个规划，系统地阐明了经济发展，特别是农业经济持续稳定发展的基本理论、方法与决策支持的一系列定性认识；二是提出了一个生态经济规划的普适性理论框架及相应的定量模型分析体系，从而具体化了处理开放复杂系统的“从定性到定量综合集成”方法论的可操作性；三是提出一个探索系统科学基础理论的定性框架思路，并获得一些很初步的结果。 2100433B

结构物与地基基础共同作用，把结构物、地基与基础看成一个整体,并满足地基、基础和结构物三者在接触部位的变形协调条件和静力平衡条件的设计概念。已列入多个国家和中国地基基础规范中。共同作用设计方法可使设计的基础安全、经济。

本书阐述了建筑结构与地基基础共同作用分析方法。书中介绍了几种线弹性地基上共同作用的线性分析方法，包括双梁体系和一层框架结构体系两种模型的简化计算方法，对上部结构经连续化处理后的有限差分法和加权残数法、子结构分析方法。

常规设计法通常是把上部结构、基础与地基三者作为彼此离散的独立结构单元进行力学分析的。如图1（a）所示为一柱下条形基础上的平面框架，上部结构、基础和地基三者是一个整体，相互作用，相互制约，协调变形。而常规设计分析上部结构时，先把上部结构（框架）从整体中分离出来，如图1（b）所示，假设基础完全不发生沉降，将底层柱脚固定（或铰接）于基础,上，从而计算在荷载作用下的框架内力；在分析基础时，将基础从整体中分离出来，将求得的柱脚反力相等但相反的力系作为基础荷载。如图1（c）所示，假设基础刚度无穷大，地基对基础的反力按线性分布，这样就可以求得基础截面内力，从而进行配筋计算；而进行地基计算时，则将基底反力反向施加于地基，如图1（d）所示，并作为柔性荷载（即不考虑基础刚度）来验算,地基承载力和基础沉降。

由于地基、基础和上部结构沿接触点（面）分离后，虽然要求满足静力平衡条件，但却完全忽略了三者之间受荷前后的变形连续性。其实，地基、基础和上部结构三者是相互联系成整体来承担荷载而发生变形的。这时，三部分都将按各自的刚度对变形产生相互制约的作用，从而使整个体系的内力（包括柱脚和基底的反力）和变形（包括基础沉降）发生变化。显然，当地基软弱、结构物对不均匀沉降敏感时，上述常规分析结果与实际情况的差别就愈大。

由此可见，合理的分析方法，原则上应该以地基、基础，上部结构之问必须同时满足静力平衡和变形协调两个条件为前提。只有这样，才能揭示它们在外荷作用下相互制约、彼此影响的内在联系，从而达到安全，经济的设计目的。

至今，基于相互作用分析的设计方法已被称为“合理设计”，但毕竟还处于研究阶段，一般基础设计仍然采用前面所述的常规设计方法。尽管如此，掌握地基、基础和上部结构相互作用的基本概念，将相互作用概念设计理念融入到基础设计中，将有助于了解各类基础的性能，正确选择地基基础方案，理解影响地基变形允许值的因素和采取防止不均匀沉降损害的措施等有关问题。