利用支護樁抗浮的結構有限元分析.pdf

1、隨著城市建設以及各種大型公共設施建設的高速發(fā)展，地下空間被廣泛的開發(fā)和利用，導致地下工程的抗浮問題也日益突出，而對于地下人防工程這類自重輕，面積大的地下結構抗浮設計尤為重要。在總結過去常用的抗浮措施基礎上，許多巖土工程師與學者都在大膽探索一些新措施，尤其是資源重復使用的抗浮新措施，提出了利用支護樁抗浮的設計方案。這一方案雖然有著良好的經(jīng)濟效益并給施工帶來了極大的便利，但是支護樁參與抗浮也可能使主體結構產(chǎn)生受力以及位移的變化，這將嚴重影響

2、結構的安全性和耐久性。因此，探討利用支護樁抗浮對結構的影響研究具有重要的理論價值和實踐意義。
　　本文以某地下人防工程抗浮優(yōu)化設計為基礎，采用ABAQUS有限元軟件，選取典型結構段作為研究對象進行了數(shù)值模擬，主要工作與結論如下:
　　(1)對某地下人防工程抗浮方案進行優(yōu)化設計，并針對優(yōu)化抗浮方案要求提出了三種主體結構—剪力鍵—支護樁三者之間的不同連接方式以及采用優(yōu)化方案后結構設計需重新考慮的問題。
　　(2)在對支護樁

3、與主體結構間不同連接方式下的結構體系的有限元分析后，得到了不同構件在不同連接方式下的受力以及位移影響。分析表明:在地下水浮力的作用下，優(yōu)化方案主體結構應力普遍增大，特別是頂板，最大應力增幅達50％。因此采用優(yōu)化方案后，結構雖然表現(xiàn)出了良好的經(jīng)濟性，但是也增加了結構的內(nèi)力，應重新進行設計。
　　(3)通過對改變剪力鍵分布密度對結構性能的研究，認為剪力鍵的間隔樁數(shù)應根據(jù)實際工程的具體分析或要求來進行確定，考慮到工程的經(jīng)濟性要求，可以適

4、當增大n值，其中剪力鍵間隔數(shù)目在n=2或3時結果較為合理;
　　(4)對樁—土不同約束條件下的結構建立有限元模型，分析了結構的應力、位移變化，認為支護樁采用固定約束時，主體結構受力并不占優(yōu)。故在支護樁設計時，在滿足基坑變形設計要求的前提下，樁身不宜太長或剪力鍵間隔樁數(shù)不宜過于密集，以免達到固定約束的效果。
　　(5)采用正交設計方法對影響結構受力性能的剪力鍵的連接方式、剪力鍵的分布密度、剪力鍵的高度3個參數(shù)進行了優(yōu)化試驗，得