高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)的簡化分析研究.pdf

1、樁基是土木工程中常用基礎(chǔ)形式,在建筑業(yè)中得到尤為廣泛的應(yīng)用。樁基在分擔(dān)荷載,控制沉降方面具有其它淺基礎(chǔ)無可比擬的優(yōu)勢。然而在目前建筑業(yè)激烈競爭的市場環(huán)境下,控制建筑成本,尤其是通過降低過剩承載力來降低樁基成本勢在必行。為達(dá)此目的,先要解決柱基實際最大承載能力的正確估計,使設(shè)計承載能力與樁基實際承載能力一致,從而使設(shè)計樁數(shù)最少。正確地預(yù)估單、群樁的極限承載力是工程中重要的課題。
　　本文從單、群樁分析的理論出發(fā),提出單、群樁的簡化計

2、算方法,提高了單、群樁的極限承載力預(yù)估精度,并利用有限元分析程序,結(jié)合具體工程和室內(nèi)的模型試驗對所采用的方法進(jìn)行了驗證和探討,得出了一系列有意義的結(jié)論。在單樁的簡化理論研究中,重點進(jìn)行了模型單元尺寸劃分的效應(yīng)、梁單元與實體元在土體彈性及彈塑性條件下精度等的研究,論證了用簡單的梁單元代替復(fù)雜的實體元的可能性,并用工程實測進(jìn)行了分析驗證。群樁的簡化理論借鑒張俊發(fā)教授的“復(fù)合模型理論”,給出了簡化的方法,編制了計算復(fù)合模型的等效參數(shù)的程序,借

3、用ANSYS軟件進(jìn)行了實際工程的研究。作為進(jìn)一步驗證,在理工大學(xué)結(jié)構(gòu)實驗室進(jìn)行了單群樁的模型試驗研究,探討了單樁、群樁的簡化分析方法的有效性和正確性。本文的主要結(jié)論如下：
　　(1)從實體元、梁桿單元的尺寸來看,不同的單元尺寸對分析結(jié)果有較大影響。
　　(2)在土體線彈性和彈塑性狀態(tài)下,模型中樁的軸力、樁頂沉降都比較吻合。說明在考慮樁—土的相互作用時,樁按結(jié)構(gòu)單元—梁單元離散是可行的。
　　(3)簡化分析的土體彈塑性下

4、的樁身軸力、沉降與實測比較接近,說明簡化分析方法較好的反映了單樁的工作性狀,對單樁極限承載力進(jìn)行預(yù)估計也是可行的。在實際工程中,我們可以用相應(yīng)的地質(zhì)報告和混凝土樁的設(shè)計參數(shù)來比較準(zhǔn)確的預(yù)估單樁的極限承載力。
　　(4)采用簡化的群樁分析—群樁復(fù)合模型模擬的樁基沉降,比規(guī)范法精確的多,更加接近工程實測。因此,在預(yù)估樁群的沉降方面,復(fù)合模型的有限元模擬不失為一個有效的簡便方法。
　　(5)室內(nèi)的模型試驗結(jié)果,從另一個角度進(jìn)一步驗