一、刚性基础概述
刚性基础是由砖、毛石、混凝土等抗压强度高但抗拉性能差的材料构成的基础形式。其核心特征是通过材料自身的刚性传递荷载，主要依赖基础截面尺寸的合理设计来满足力学性能要求。
二、核心受力特点分析
1. 基础底面不受拉
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原理：刚性基础材料的抗拉强度远低于抗压强度（如混凝土抗拉强度仅为抗压强度的1/10）。设计中需确保基底压力分布呈梯形或三角形，避免底部出现拉应力。
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实现方式：通过控制基础的刚性角（压力扩散角），使荷载沿刚性角向下传递，保证基底始终处于受压状态（图1）。
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设计要点：基底宽度与高度的比值（宽高比）需符合规范要求，防止因压力扩散角过大导致基底受拉开裂。
2. 基础宽度加大
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荷载分散需求：当上部结构荷载增大时，需增加基底宽度以降低单位面积压力（公式：p=N/A）。
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刚性角限制：基础宽度受刚性角控制，超出材料允许宽高比时需改用柔性基础。例如，混凝土基础的刚性角一般为45°，基底最大宽度 b=b0+2H（b0为墙厚，H为基础高度）。
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实际应用：常见于多层砌体建筑或轻型框架结构，通过“放大脚”逐级加宽基底面积。
3. 宽度加大需同步增加高度
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抗剪与抗弯需求：基底宽度增加时，基础悬挑部分弯矩和剪力随之增大，需同步增加基础高度以抵抗剪切破坏。
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刚性角守恒：宽高比必须满足刚性角要求（如毛石基础宽高比≤1:1.5，混凝土基础≤1:1），确保荷载沿刚性角有效传递至地基。
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典型构造：阶梯形或锥形截面设计，每级台阶高度≥300mm，台阶宽高比逐级收分。
三、设计要点与工程应用
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材料选择：优先采用C15及以上混凝土、MU10毛石或烧结砖。
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验算内容：基底压力验算、刚性角验算、地基承载力验算。
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适用场景：适用于地基承载力较高、荷载均匀的中小型建筑，不适用于软土地基或大跨度结构。
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施工要求：需保证基础连续浇筑或砌筑，避免留设施工缝，分层夯实回填土。
四、总结
刚性基础通过控制宽高比、保证基底受压的设计原则，实现了经济性与安全性的平衡。其“底面不受拉、宽度与高度协同调整”的特点，是传统建筑基础设计的核心逻辑。实际工程中需结合《建筑地基基础设计规范》（GB 50007）进行验算，确保结构安全。
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