高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)的簡(jiǎn)化分析研究.pdf

1、樁基是土木工程中常用基礎(chǔ)形式,在建筑業(yè)中得到尤為廣泛的應(yīng)用。樁基在分擔(dān)荷載,控制沉降方面具有其它淺基礎(chǔ)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。然而在目前建筑業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境下,控制建筑成本,尤其是通過(guò)降低過(guò)剩承載力來(lái)降低樁基成本勢(shì)在必行。為達(dá)此目的,先要解決柱基實(shí)際最大承載能力的正確估計(jì),使設(shè)計(jì)承載能力與樁基實(shí)際承載能力一致,從而使設(shè)計(jì)樁數(shù)最少。正確地預(yù)估單、群樁的極限承載力是工程中重要的課題。
　　本文從單、群樁分析的理論出發(fā),提出單、群樁的簡(jiǎn)化計(jì)

2、算方法,提高了單、群樁的極限承載力預(yù)估精度,并利用有限元分析程序,結(jié)合具體工程和室內(nèi)的模型試驗(yàn)對(duì)所采用的方法進(jìn)行了驗(yàn)證和探討,得出了一系列有意義的結(jié)論。在單樁的簡(jiǎn)化理論研究中,重點(diǎn)進(jìn)行了模型單元尺寸劃分的效應(yīng)、梁?jiǎn)卧c實(shí)體元在土體彈性及彈塑性條件下精度等的研究,論證了用簡(jiǎn)單的梁?jiǎn)卧鎻?fù)雜的實(shí)體元的可能性,并用工程實(shí)測(cè)進(jìn)行了分析驗(yàn)證。群樁的簡(jiǎn)化理論借鑒張俊發(fā)教授的“復(fù)合模型理論”,給出了簡(jiǎn)化的方法,編制了計(jì)算復(fù)合模型的等效參數(shù)的程序,借

3、用ANSYS軟件進(jìn)行了實(shí)際工程的研究。作為進(jìn)一步驗(yàn)證,在理工大學(xué)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了單群樁的模型試驗(yàn)研究,探討了單樁、群樁的簡(jiǎn)化分析方法的有效性和正確性。本文的主要結(jié)論如下：
　　(1)從實(shí)體元、梁桿單元的尺寸來(lái)看,不同的單元尺寸對(duì)分析結(jié)果有較大影響。
　　(2)在土體線彈性和彈塑性狀態(tài)下,模型中樁的軸力、樁頂沉降都比較吻合。說(shuō)明在考慮樁—土的相互作用時(shí),樁按結(jié)構(gòu)單元—梁?jiǎn)卧x散是可行的。
　　(3)簡(jiǎn)化分析的土體彈塑性下

4、的樁身軸力、沉降與實(shí)測(cè)比較接近,說(shuō)明簡(jiǎn)化分析方法較好的反映了單樁的工作性狀,對(duì)單樁極限承載力進(jìn)行預(yù)估計(jì)也是可行的。在實(shí)際工程中,我們可以用相應(yīng)的地質(zhì)報(bào)告和混凝土樁的設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)比較準(zhǔn)確的預(yù)估單樁的極限承載力。
　　(4)采用簡(jiǎn)化的群樁分析—群樁復(fù)合模型模擬的樁基沉降,比規(guī)范法精確的多,更加接近工程實(shí)測(cè)。因此,在預(yù)估樁群的沉降方面,復(fù)合模型的有限元模擬不失為一個(gè)有效的簡(jiǎn)便方法。
　　(5)室內(nèi)的模型試驗(yàn)結(jié)果,從另一個(gè)角度進(jìn)一步驗(yàn)