桩长对L型带裙房高层建筑的结构-基础-地基共同作用的影响

建立了某实际工程L型带裙房高层建筑三维分析模型,采用分层地基模型模拟地基土,引入缝连接单元,对不设缝带裙房高层建筑进行了上部结构-桩筏基础-地基共同作用分析,主要讨论主楼和裙房的桩长变化对桩筏基础的影响,研究表明：随着主楼桩长增加,主楼与裙房基础的平均沉降以及它们之间的沉降差减小,减小趋势趋于缓慢,对于基础底板弯矩,总体上随桩长的增加而增加,增加趋势变缓;裙房桩长增加,主楼沉降量变化不大,裙房沉降量减小,裙房分担主楼荷载的比例增加,裙房倾斜先增加后变化趋于平缓,而主楼倾斜减小.     

主裙楼不同连接方式对L型带裙房高层建筑结构-基础-地基共同作用影响研究

建立了某实际工程L形带裙房高层建筑三维分析模型,采用分层地基模型。引入缝连接单元。主要讨论了主裙房不同连接方式对结构的影响,连接处分别采用固结连接、铰接连接及主裙楼设沉降缝进行结构-桩筏基础-地基共同作用分析。研究表明:竖向荷载工况下,主楼与裙房之间设沉降缝的柱轴力要较另外两种小;而对于连接处的梁来说,主楼与裙房之间不设沉降缝时,以底层、顶层的梁受力最为不利。在设计时应注意加强其构造措施。主楼与裙房之间不设沉降缝时基础沉降量、主楼基础弯矩,倾斜较设缝时要大。常遇地震工况下固结连接与铰接连接的层间位移几乎相同,而设沉降缝的层间位移较它们要大。     

考虑多栋相邻高层建筑同时施工的桩筏基础-地基相互作用分析

结合实际工程,采用FLAC-3D三维数值模拟方法,通过对比单栋高层建筑与其所在的高层建筑群体两种模型的计算结果,分析了多栋相邻高层建筑同时施工对上部结构-地基-基础共同作用产生的影响,包括桩筏基础和地基的变形及受力特性.结果表明:考虑共同作用时,多栋相邻建筑同时施工,会使地基产生附加应力的叠加并向周围扩散;最大沉降区域发生偏移,差异沉降加大;筏板的压应力减小,拉应力增大;桩轴力明显增大,尤其是桩顶轴力.邻近建筑荷载同时施工对共同作用产生的影响在施工中期比在施工完成时表现更为明显.     

上部结构刚度改变对桩筏基础的影响

传统桩筏基础设计没有考虑上部结构刚度变化的影响,边桩实际承载力超过设计承载力而中桩实际承载力小于设计承载力。建立了框架结构和单片剪力墙结构、桩筏基础与地基共同作用的平面有限元模型,计算了逐层加载和一次性加载条件下两种上部结构形式的桩顶反力、桩筏荷载分担比、桩基沉降及差异沉降。结果表明：刚度大的上部结构形式下桩顶反力小;桩筏荷载分担比随上部结构刚度的增大趋于稳定;不同上部结构形式的刚度变化对其下桩顶沉降的影响不同。为进行合理的桩基设计提供了参考意见。     

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。     

高层建筑桩筏基础中筏板受力数值模拟研究

建立了粉煤灰地基上高层建筑-桩筏基础-地基共同作用的数值分析模型,通过模拟不同距径比和桩长的桩筏基础,研究了筏板的受力响应问题。数值模拟分析表明在上部结构荷载作用下筏板及桩体周围的位移量较大,离桩筏基础越远位移量越小,筏板的沉降呈盆状;桩距径比越大筏板沉降量越大,桩长越大筏板沉降量越小。由于桩体轴力的作用,筏板边缘桩体位置处的剪应力出现集中,且筏板负弯矩有极大值;筏板内弯矩随着上部结构荷载的增大而增大;桩距径比越大筏板内的弯矩越小,桩长越大筏板内的弯矩越大。     

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。     

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.     

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。     

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.     

高层建筑长短桩复合地基技术应用及理论探讨

高层建筑长短桩复合地基技术既可以提高地基承载力,又可以减少沉降,经济性好、安全性高,有良好的发展前景。针对该技术的特点,作者参照近年来国内外的工程应用和研究情况以及自己的研究成果,确定了该技术的主要影响因素,主要为褥垫层厚度、长桩的长度及置换率、短桩的长度及置换率、上部结构刚度,并对这些因素在沉降和荷载分担比上进行探讨,得出有益结论。结论如下:褥垫层厚度对筏板底的差异沉降基本不影响,平均沉降则随之增大略有增加,但有一定的极限;当褥垫层厚度在一定范围内时,长桩荷载分担比随褥垫层厚度的增大而显著减小,土体显著增大,短桩荷载分担比有所增大,继续增加褥垫层厚度后,各部分荷载分担比趋于稳定;长桩长度对筏板底的差异沉降影响有限,其增幅缓慢,平均沉降则随之减小;长桩荷载分担比随长桩长度的增加而增大,土体和短桩则随之减小,但有一定极限;长桩置换率超过一定范围后,对筏板底沉降和桩土荷载分担比影响不明显;短桩长度和短桩置换率对筏板底沉降和桩土荷载分担比影响较小;上部结构刚度对筏板底差异沉降和桩土荷载分担比影响较小,筏板底的平均沉降随上部结构刚度增大而增大,随后增幅变缓。这些结论可为该类型复合地基的设计和应用提供参考。     

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.     

天然地基上的筏板基础受力及变形分析

对天然地基上采用筏板基础的两栋建筑的实测资料进行分析，总结了不同刚度的筏板基础的受力和变形特点。分析发现，筏板基础的刚度对基底土反力分布产生很大的影响，而地基土的弹性模量变化对土反力分布影响不大，但对筏板的相对弯曲及沉降影响较大；在上部结构的施工过程中，筏板的中性轴在不断上移，筏板内的钢筋应力值始终很小，因此建议设计时应减少筏板的配筋率。     

地基土沉降对复合地基工作性状的影响

采用数值分析方法,考虑桩-土-褥垫层的共同作用,对复合地基在地基土沉降前后的沉降、桩侧摩阻力和桩身轴向应力等工作性状进行了研究.结果表明:与常规条件下相比,在相同上部荷载作用下,地下水位下降使基础和桩顶的沉降增加,桩身轴向应力增大,桩-土应力比提高,上部荷载的增大会加剧这些现象.随着降水造成的地基土沉降增加,加固桩体中负摩阻力的影响逐渐增大,中性点位置下移,负摩阻力引起的下拉力增大,桩侧摩阻力发挥更加充分.     

高层建筑桩筏基础的共同作用

桩筏基础由于其整体性好、竖向承载力高、基础沉降小、调节不均匀沉降能力强等优点,日益成为高层建筑普遍采用的一种重要的基础形式。本文从从群桩的共同作用影响、高层建筑上部结构与地基与基础的共同作用几个方面简要分析了高层建筑桩筏基础共同作用机理。     

刍议高层建筑桩筏基础的共同作用

本文从从群桩的共同作用影响、高层建筑上部结构与地基与基础的共同作用几个方面简要论述了高层建筑桩筏基础的共同作用。     

基于FDM-PFM耦合方法的刚性桩复合地基性能

为揭示褥垫层颗粒材料的力学本质,深入研究其对刚性桩复合地基性能的影响,开发了有限差分-颗粒流(FDM-PFM)耦合方法,建立了刚性桩复合地基静载试验耦合模型;将耦合模型计算结果与某高层建筑结构现场静载试验结果进行了对比,吻合良好,证明该耦合方法有效,材料宏观、细观参数取值正确.并进一步模拟分析了不同褥垫层材料对刚性桩复合地基性能的影响,结果表明:随褥垫层刚度增大,沉降减小,桩土应力比增大,桩顶对褥垫层刺入量减小;不同褥垫层材料桩顶负摩阻区范围为中粗砂0.30L、碎石0.25 L、级配砂石0.20 L(L为桩长);随褥垫层刚度增大,负摩阻力减小,桩身轴力则增大.     

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．     

位移调节器用于混合支承桩基础的模型试验

为了研究位移调节器对混合支承桩筏基础的桩-土-筏板共同作用的影响,通过2组室内模型试验对安装调节器桩筏基础的作用机制进行对比分析。结果表明:桩筏基础设置位移调节器后,受荷时桩顶向上"刺入",桩顶一定范围有负摩阻力分布;和常规桩基础相比,设置位移调节器改变了桩筏基础的荷载传递规律;合适刚度的调节器不仅可以充分发挥地基土承载力,而且可以优化摩擦-端承混合桩基支承刚度,减小筏板的差异沉降。     

带裙房高层建筑基础筏板厚度确定方法

带裙房的高层建筑要考虑主楼与裙楼层数差引起的不均匀沉降问题。选取典型土层、典型工程结构形式，建立上部结构-基础-地基计算模型，分多种工况对基础筏板进行有限元计算分析，总结筏板厚度与层数差之间的关系，并结合现场实测资料进行了验证。可为设计者在初步方案设计阶段确定筏板厚度提供依据。