板式條形樁基變剛度優(yōu)化調(diào)平方法及數(shù)值分析.pdf

1、條形樁基與樁筏基礎(chǔ)是多層與高層建筑中最常用的兩種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是在承臺(tái)下布置相同樁徑、樁長(zhǎng)、樁間距的基樁，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)剛度和荷載分布不均時(shí)，由于上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基之間的相互作用，導(dǎo)致樁基出現(xiàn)較大的差異沉降，增大承臺(tái)內(nèi)力，并引發(fā)上部結(jié)構(gòu)次應(yīng)力。變剛度調(diào)平是通過調(diào)整基樁的豎向支承剛度來減少基礎(chǔ)的差異沉降，降低承臺(tái)的內(nèi)力和上部結(jié)構(gòu)次應(yīng)力。
　　 目前變剛度調(diào)平主要存在的問題是：抽樁法及受人為因素影響較大，缺乏理論依據(jù)；基于

2、Mindlin解沉降計(jì)算的調(diào)平思路，難以準(zhǔn)確確定樁端阻力與樁側(cè)阻力比值。
　　 為探討控制差異沉降的機(jī)理和方法，將優(yōu)化理論和調(diào)平思想相結(jié)合，以總沉降差為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)條形樁基進(jìn)行了變剛度優(yōu)化數(shù)值分析。文中借鑒樁筏基礎(chǔ)的調(diào)平概念，將其應(yīng)用到條形樁基，探索出條形樁基的調(diào)平方法，最后對(duì)應(yīng)用于樁筏基礎(chǔ)的可行性進(jìn)行探究。主要進(jìn)行了以下幾方面的研究：
　　 (1)總結(jié)單樁沉降、群樁沉降的計(jì)算方法，利用有限元數(shù)值分析軟件來模擬單樁靜荷載

3、試驗(yàn)，與已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)做對(duì)比，證明其可行性。
　　 (2)分別采用彈簧單元與實(shí)體單元來模擬單樁，建立條形樁基的數(shù)值分析模型，對(duì)兩種方式進(jìn)行對(duì)比分析，選出合適的條形樁基分析方法。
　　 (3)分析影響條形樁基沉降的主要因素，建立基于APDL的有限元分析過程命令流，對(duì)條形樁基的樁位進(jìn)行優(yōu)化分析，確定出合理樁位，然后通過多方案比較，確定合理樁長(zhǎng)。
　　 (4)將條形樁基的優(yōu)化方法應(yīng)用到樁筏基礎(chǔ)，在樁位確定的基礎(chǔ)上，對(duì)中

4、心樁的樁長(zhǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并且與樁筏基礎(chǔ)的模擬試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證，確定其合理性。
　　 主要得到了以下結(jié)論：
　　 (1)在條形樁基的數(shù)值分析中，實(shí)體建模比采用彈簧代替基樁的方法更符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果。
　　 (2)在基礎(chǔ)梁剛度、樁長(zhǎng)、樁徑三個(gè)影響條形樁基沉降的主要因素中，增加樁長(zhǎng)對(duì)于減少差異沉降最為有效。
　　 (3)條形樁基的中心樁樁長(zhǎng)不宜超過邊樁兩倍，否則最大沉降會(huì)向邊樁轉(zhuǎn)移。
　　 (4)樁筏基礎(chǔ)的數(shù)