大底盘高低层连体建筑与地基基础共同作用的机理分析

大底盘高低层连体建筑与地基基础共同作用的机理分析

朱绪平[1]2004年在《大底盘高低层连体建筑与地基基础共同作用的机理分析》文中提出随着高层建筑越建越高,采用筏型基础或桩筏基础时,筏板的厚度也不断增大。由于工程界中对于厚筏基础缺少研究,不了解其具体的受力特性,在厚筏基础设计方面缺乏成熟的设计理论和计算方法,厚筏基础仍按常规筏基的设计方法进行设计,往往造成筏板过厚,使基础造价过高,产生很大的浪费。 本文根据高层建筑上部结构、基础和地基共同作用的基本原理,考虑了多种因素的影响,建立模型,用数值计算方法研究了上部结构,筏板厚度,裙房跨数等因素对基础沉降,基底应力,框架内力的影响,分析了厚筏基础的基本受力特性。 通过大量的数值模拟分析,对高层建筑与裙房在整体连接的情况下上部结构,基础与地基的共同作用问题进行了研究。并结合数值分析,得出了筏基变形和地基反力分布特征,指出大底盘框架厚筏体系的工程性质同高层建筑与其连接的裙房基础密切相关的,并总结了共同作用的有效范围。

王涛[2]2007年在《带裙房高层建筑桩基优化设计与桩土相互作用影响系数的试验研究》文中指出桩筏基础具有整体性好、竖向承载力高、基础沉降小、调节不均匀沉降能力强、较之桩箱基础具有更加开阔的内部空间的特点,同时可以承受风荷载或地震作用引起的巨大水平力,抗倾覆能力强,目前已成为高重建筑物或软土地基上建筑物常用的基础形式。本文通过野外一系列单桩、平板、带台单桩、带台双桩试验及主楼变刚度调平桩筏及主裙连体基础模型试验,实测出桩-土-桩相互作用影响范围,并针对现场特定土质条件通过回归分析提出对弹性理论相互作用影响系数的修正模型。基于地基、基础、上部结构共同作用原理以及模型试验的沉降与桩顶反力实测结果,论述了桩筏基础传统设计方法存在的弊端,建议采用变刚度调平设计新理念进行优化设计,既最大限度地减小差异沉降,又改善了桩筏基础的受力性状。最后,利用修正后的桩-土-桩相互作用影响系数,采用简化数值计算方法分析桩筏基础上部结构-基础-地基(桩土)的共同作用。主要完成以下工作:1.通过大比例尺模型试验及现场实测的结果与弹性理论解的对比,指出弹性理论解夸大了桩-桩、桩-土、土-土相互作用影响,造成沉降计算值偏大和过高估计桩顶反力的不均匀性(或筏底地基土反力的不均匀性),并针对现场特定土质条件通过回归分析,提出对弹性理论相互作用影响系数的修正模型。2.对承台分担荷载比例的研究现状进行了总结,通过对带台单桩、群桩模型承载性状的分析,说明带台单桩的承载性状与群桩的承载性状并不完全相同。因此,不能将带台单桩的试验结果简单地推广到群桩的设计计算中去。在带台单桩试验中,发现带台单桩的极限承载力大于或等于单桩与平板极限承载力之和,即“1+1≧2”的结论,而在复合群桩试验中,复合桩基的极限承载力在桩距较小时则远小于各单桩与平板极限承载力之和,而且即便在较大桩距情况下,承台效应系数也难以发挥到1.0。现场大型群桩模型试验结果与弹性理论关于承台分担荷载的计算结果比较后表明,实测的承台分担荷载比也远远小于弹性理论计算结果。3.运用变刚度调平的概念设计理念,通过改变主楼下地基和基桩的刚度分布,使之与荷载匹配,从而促使框筒结构高层建筑主楼的变形趋向均匀,基础的冲、剪、弯内力、上部结构次生应力减小。这种变刚度调平的概念设计思想通过现场模型试验进行了验证,并介绍了应用此法进行某工程优化设计的过程。4.本次模型试验主裙之间未考虑变刚度调平和设置沉降后浇带,也未采取相应增沉措施,目的在于研究主裙连体对于沉降、荷载传递、筏板和上部结构内力等的影响,从而导致试验结果中主裙连体基础筏板纵向相对差异沉降略大于规范允许值。笔者为此对减小主裙差异沉降问题进行讨论,主裙连体设计应使基础沉降协调,高层主体采用桩筏基础使其沉降减至最小;裙房可采用天然地基上的独立基础、格形基础。地下水位高时,格形梁之间设抗水板,也可采用在梁板式筏基的中间板下敷设苯板、炉渣等增沉作法。基于基坑开挖回弹再压缩减小差异沉降的有利效应,当裙房超过4~5层或当裙房采用上述增沉措施时可不设沉降后浇带。模型试验无法模拟基坑开挖引起的回弹再压缩效应,这也是导致主裙间差异沉降略大于规范允许值的原因之一。5.利用修正后的桩-土-桩相互作用影响系数,对上部结构采用子结构法进行刚度凝聚、基础筏板采用中厚板理论、桩土应用Mindlin有限压缩层混合修正模型对桩筏基础进行简化计算。计算结果与模型试验结果吻合较好。

姜朋明, 唐柏鉴[3]2008年在《巨型结构地基基础的研究现状与展望》文中指出从巨型结构的结构受力特点出发,对其地基基础提出了新的要求,扼要概括了一般高层建筑的地基处理方法和常用基础形式,重点总结了关于巨型结构地基基础的研究进展情况。由于巨型结构是一种很有前途的高层结构形式,最后,对其地基基础急需展开研究的几点问题进行了展望。

参考文献:

[1]. 大底盘高低层连体建筑与地基基础共同作用的机理分析[D]. 朱绪平. 北京工业大学. 2004

[2]. 带裙房高层建筑桩基优化设计与桩土相互作用影响系数的试验研究[D]. 王涛. 中国建筑科学研究院. 2007

[3]. 巨型结构地基基础的研究现状与展望[J]. 姜朋明, 唐柏鉴. 四川建筑科学研究. 2008

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