框架结构-筏板基础-地基共同作用的数值分析

考虑框架结构、筏板基础和地基的共同作用,采用有限元分析模型,通过框架结构、筏板基础和地基之间在连接处的静力平衡和变形协调作用,形成共同作用分析方法,与非共同作用方法进行对比,分析框架结构柱轴力和弯矩的变化情况.有限元分析表明,在共同作用下,筏板基础发生“盆形”变形,框架结构应力重分布为角柱轴力增大,边柱和中柱轴力减小,柱的弯矩显著增大.共同作用下,不同厚度的筏板沉降量不同,厚度越大,筏板最大沉降量越小.     

框剪结构-筏板基础-地基共同作用的有限元分析

筏板基础的受力性能较为复杂,同时学术界对筏基的探究相对缺乏,使得在实践过程中针对筏板的计算理论和分析方法并不全面和可靠.采用断开式分析方法的筏板基础造价费用相对较高,建筑材料浪费较大.为了探究上部建筑结构和基础共同作用,运用有限元设计程序对框剪结构-筏板基础-地基共同作用体系创建了三维有限元分析模型,比较分析了两种状态下上部结构轴力和弯矩的变化以及基础沉降.结果表明,考虑共同作用能够让筏板的差异沉降得以减小,上部结构的轴力和弯矩产生了重分布.同时,因建筑结构上部刚度的作用,筏板内力降低,钢筋使用量也相对减少.     

考虑上部结构和筏板相互作用时的有限元分析

常规设计时,一般把上部结构与基础隔开,柱底固结,然后计算上部结构的荷载,进行内力分析与梁柱设计,但是,这与实际工程不符,地基、基础的刚度会影响到上部结构的内力．本文针对一个框架．筏板基础-Winkler地基模型来分析基础与上部结构的相互作用,研究考虑和不考虑上部结构与基础共同作用时柱子的弯矩和轴力、梁的弯矩和剪力及筏板的沉降与变形．结果显示：常规设计与考虑共同作用相比,常规设计时,上部结构边柱设计偏于不安全,中柱偏于浪费;对于筏板的内力与差异沉降计算值偏大,筏板设计偏于浪费．     

生态复合墙结构-筏基-黄土地基共同作用分析

运用有限元软件ABAQUS建立生态复合墙结构、筏板基础和黄土地基共同作用数值模型,分析了筏板厚度变化对基础沉降、筏板应力应变、基底反力和上部结构框架柱内力的影响。计算结果表明:增大筏板厚度能有效减小基础自身的差异沉降;筏基逐渐呈现出刚性基础的特性;基底反力向筏板边角部位集中;基础的不均匀沉降减小,上部结构产生的次应力减小,结构内力与常规设计越接近,中柱弯矩最为明显。     

考虑共同作用时结构刚度变化对上部结构内力的影响

利用大型通用有限元软件ANSYS14.0建立了框架结构-桩筏基础-地基共同作用的整体有限元分析模型。通过改变基础的刚度和地基土的刚度来研究考虑共同作用后上部结构内力的变化规律。计算结果表明:在考虑共同作用的影响下,角柱和边柱的轴力随筏板厚度的增加而减小,而中柱的轴力随筏板厚度的增加而增加,但变化的幅度较小。随着地基土体弹性模量的增大,中柱的轴力随之增加,而角柱和边柱的轴力普遍减小。     

考虑固结效应的筏板基础与地基共同作用弹塑性数值分析

地基固结作用呈现明显的非线性特征,对建筑物沉降变形的影响不容忽视,为此,基于Biot固结理论,对于地基土采用Mohr—Coulomb理想弹塑性模型,对筏板基础与地基共同作用问题进行了非线性固结弹塑性有限元数值分析．计算结果表明地基中孔隙水压力的消散及其相关的Mandel—Cryer效应与筏板基础的内力变形特性的时间效应具有密切的联系,地基固结作用对筏板-地基共同作用体系的内力变形特性具有显著的影响．因此,在结构-地基相互作用分析与工程设计中考虑地基固结效应是十分必要的．     

在竖向荷载作用下房屋结构、筏基和地基的整体工作

在竖向荷载作用下针对筏板基础,应用Super-SAP弹性静力分析程序,对比不同结构方案的地基沉降、地基反力、结构内力和基础内力,对房屋结构、筏基及地基共同工作进行探讨,为地基的弹性及弹塑性分析与工程设计提供参考和依据.     

桩筏基础与高层框架结构共同作用研究

近年来,随着高层建筑结构的迅猛发展,桩筏基础与高层框架结构共同作用的理论和应用研究,已逐渐成为结构工程领域中的热点问题之一。以某地区筏基础与高层框架结构为研究对象,通过采用有限元软件ABAQUS分别建立考虑共同作用的模型和不考虑共同作用的模型,分析结果并说明共同作用模型的合理性,计算结果可作为该类建筑的设计依据。     

高层框架剪力墙结构与桩-土共同作用的时程响应分析

考虑框架剪力墙结构与筏板-桩-土之间共同作用的影响,用ANSYS对一20层框架剪力墙结构以及筏板-桩-土建立整体空间模型;着重分析了桩-地基土对上部结构动力特性的影响情况,包括结构振型、周期、位移、内力等动力特性及地震反应行为;并与刚性地基基础假定情况下的结构计算结果进行了分析比较,得出一些有用结论,供工程设计时参考。     

筒体-桩筏-地基土共同作用非线性数值分析

考虑上部结构、基础与地基土三者共同作用,以及土的弹塑性性质,采用中厚板理论分析筏板,建立了全三维有限元模型,对筒体结构下桩筏基础受力作了非线性数值分析。通过对弹性模型和弹塑性模型计算结果的比较,明确了非线性分析的意义。研究了地基土应力、应变随荷载的变化情况及桩顶反力分布的发展过程,并指出筏板厚度的增加并不总是使桩顶反力趋于不均匀。同时,讨论了土塑性及基础沉降曲面形状对桩筏基础工作性状的影响。     

复杂工况下人工挖孔桩基础处理与监测分析

结合复杂工况条件下的典型的桩基工程实例,分析了在管涌条件下桩基处理方法。该实例在充分利用已施工的人工挖孔桩的基础上,将原设计人工挖孔桩基础改为桩筏基础;并在桩筏基础与地基共同作用计算的基础上进行了设计。在施工期间对基桩桩身应力、筏板主筋应力、筏板下土压力及基础沉降进行了严密的监测。监测结果表明桩筏基础存在一定的沉降差,筏板基础内力远小于设计值,经基础局部加强后保证了这个项目的顺利实施,使用效果表明基础处理方案达到了设计预期,该实例基础处理方法和监测结果对同类工程项目具有重要的参考价值。     

考虑土-结构相互作用高层框架结构非线性地震反应分析

应用子结构方法对天然地基上带刚性整体基础(箱型基础或筏板基础)的高层框架结构进行平面非线性地震反应分析,地基阻抗采用拟合数值结果得到的近似公式,上部框架结构采用层间一杆系模型．对1栋12层的钢筋混凝土框架结构进行地震反应分析,讨论了不同地震波输入和不同地基对系统非线性地震反应的影响．     

筏－桩－土共同作用分析方法

提出了一种分析筏－桩－土共同作用工作性状的实用计算方法—位移协调法［１］．该方法假定筏极与桩土地基位移协调，对矩形筏板根据其边界条件和变形性状采用一种双重三角级数位移模式．对拉土地基采用单桩计算方法—考虑桩压缩性的位移协调法［１，２］，分析桩土之间的相互影响。根据位移协调条件和力平衡条件建立筏－桩－土共同作用的分析方程．可求解筏板与桩土地基之间的接触应力、桩土地基的应力及沉降、筏板的沉降、弯矩、扭矩及应力和桩筏基础对周围环境的影响等．文中对桩筏基础、片筏基础及性承台的分析与设计具有理论与实用价值．     

深厚软土地基桩筏基础筏板厚度承载特性试验

为了获取内陆深厚软土地区桩筏基础复合地基承载特性,通过几何相似比为1∶10的物理模型试验研究和数值模拟,在试验中对基础的沉降、土压力、筏板内力及桩顶反力等数据进行采集,研究了不同工况下内陆深厚软土地基桩筏基础不同筏板厚度的承载变形特征.结果表明:桩筏基础的沉降分为3个阶段:线性阶段、非线性阶段和破坏阶段;加大筏板厚度对于筏板相对刚度具有较大影响,筏板相对刚度处于刚性状态时加大筏板厚度能有效降低总体沉降,并减少差异沉降;加大筏板厚度后,筏板和板下土体更多地承担了荷载;板下地基反力呈现四周大、中心小的趋势.     

弹性地基上框架结构内力计算方法

将框架结构的地基梁单元细分,由弹性力学中的地基沉陷公式求得与细分后梁单元结点相对应的地基柔度矩阵,对柔度矩阵求逆得到地基刚度矩阵,与框架结构刚度矩阵叠加形成总体刚度矩阵;设置虚梁考虑边荷载;通过求解确定地基集中反力为受拉的结点,消除这些结点对地基刚度的贡献,进而考虑地基与地基梁的脱开问题;由梯形分布荷载作用下的梁单元固端剪力系数矩阵,建立由结点处地基集中反力求地基分布反力的关系式,形成了完善的半解析弹性地基上框架结构内力与地基反力求解方法,算例表明该方法有很好的精度。同时通过算例发现,不同地基模型对结构的总沉陷影响较大,但对结构内力、地基反力和沉陷差影响较小。     

竖向变形差异对高层结构的影响

高层结构在竖向荷载作用下,产生框架柱与剪力墙的弹性竖向变形差以及由变形差引起的结构附加内力.通过实例计算表明框架承担的内力有所增大,剪力墙承担的内力减小.框架梁顶部在墙一端负弯矩大、柱一端负弯矩小,同时提出减少竖向差异的措施.     

桩-土-结构相互作用对连续梁桥抗震性能的影响

本文以跨浅海水道连续桥为研究时象,采用质量弹簧体系模拟基础和地基,用有限元通用软件分别建立了该桥的考虑桩-土-结构作用的全桩模型、将基岩中桩截去且考虑桩-土-结构相互作用的截桩模型和不考虑桩-土相互作用的无桩三维有限元模型。以此为基础,对该桥进行三维地震动态时程分析,分析了桩-土-结构相互作用对该桥动力特性的影响和不同地震动输入下桩-土-结构相互作用对该桥位移反应、内力反应等地震响应的影响。