考慮上部結構共同作用的樁筏基礎有限元分析.pdf

1、樁筏基礎是高層建筑廣泛采用的一種重要的基礎型式，關于高層建筑體系中上部結構、樁筏基礎與地基共同作用的研究受到學術界和工程界的普遍關注。雖然人們對該課題已進行了大量分析與探討，研究成果顯著，但由于這一體系的復雜性和計算條件的限制，目前的研究成果還不能完全滿足實際的需要，還有許多問題需要學術界、工程界同仁的共同努力。 本文在分析研究國內(nèi)外有關共同作用理論及其研究現(xiàn)狀的基礎上，利用有限元法對該問題進行數(shù)值分析。樁體及筏板視為彈性體材料

2、，筏板采用8結點的平面等參彎曲單元進行分析，樁體采用三維20節(jié)點實體單元模擬。地基土考慮為非線性彈性的鄧肯－張模型，應用空間20結點的等參單元分析。在樁土之間引入Goodman接觸面單元來模擬和分析。上部結構視為線彈性材料，利用空間桿系結構的有限元法進行分析，并應用子結構方法，把上部結構的剛度和荷載凝聚于基礎板上，再進行地基與基礎的共同作用整體有限元分析。建立一種空間8節(jié)點的平面彎曲單元-20節(jié)點有限元-16節(jié)點接觸面單元相耦合的數(shù)值計

3、算模型。 用面向對象編程工具Visual C++6.0編制了針對共同作用的有限元分析程序OOPFE。利用大型有限元分析軟件ANSYS的前處理程序快速形成供計算程序使用的數(shù)據(jù)文件，用VC++語言編制相應的后處理程序。 利用自編程序作為基本工具，計算分析了豎向荷載作用下樁筏基礎考慮上部結構剛度的影響時，基礎平均沉降、差異沉降、樁頂反力分布、筏板內(nèi)力、筏板荷載承擔比的變化特性；此外，本文還對等間距均勻布樁樁筏基礎作了抽樁分析。