独立柱基加防水板基础抗浮锚杆的优化设计研究

摘要

抗浮锚杆是小型的受拉构件，在许多抵抗水浮力的方法中，以其工艺简单、施工方便、抗拔承载力较高的优点受到建筑行业的广泛应用。然而，众多的标准规范中针对抗浮锚杆并没有统一而明确的做出规定。计算方法不统一、建模方式不成熟、受力机理不明确、布置方式不优化是现在抗浮锚杆应用中主要存在的问题。现行工程设计中锚杆的布置方式以传统锚杆布置方式中的“满堂红”即均匀布置方式为主，未能充分的发挥锚杆的抗拔性能，在资源上有很大的浪费，也提高了不必要的工程造价。
　　本文主要针对标准规范中锚杆的各种计算方法进行归纳总结，对抗浮锚杆的设计进行全面系统的阐述。选取某小区地下车库独立柱基加防水板基础加设抗浮锚杆的具体工程实例进行设计和优化，其中主要包括水浮力的计算、上部结构自重的计算、结构的稳定性验算和抗浮锚杆的设计，以设计中最常用的传统锚杆布置方式中的均匀布置方式将抗浮锚杆布置于基础底板上，本文重点主要是抗浮锚杆布置方式的优化，研究在抗浮设计中近些年优秀学者们提出的关于抗浮锚杆优化的布设方案，采用有限元软件进行不等跨柱网和等跨柱网建模分析。首先，对不等跨柱网和等跨柱网在均匀布置抗浮锚杆时进行锚杆的内力、基础底板的位移场和应力场分析，得出传统的锚杆布设方式未能充分的发挥钢筋的受拉性能，有必要对锚杆的布置方式进行优化。其次，用新型的抗浮锚杆布置方式对不等跨柱网和等跨柱网进行优化，选取的新型锚杆布置方式主要是面状非均匀、空心形和梅花形布置，理论上计算出所需要的抗浮锚杆数量，采用有限元数值仿真的分析方法，建立抗浮锚杆的各种布置方式的模型;通过抗浮锚杆的反力图，并结合基础底板的位移云图和应力云图，与原设计方案进行比较分析，研究得到面状非均匀布置方式为抗浮锚杆的最优布置方案。对抗浮锚杆布置方式的优化主要是为了减少抗浮锚杆使用数量和降低工程造价，希望本文的研究可以为今后设计提供一些借鉴。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 抗浮锚杆的研究背景

1．2 常用的抗浮措施

1．3 锚杆的发展现状

1．4 抗浮锚杆优化设计的研究现状

1．5 本文的研究内容和技术路线

1．5．1 本文的研究内容

1．5．2 本文的技术路线

2 抗浮锚杆的设计

2．1 锚杆设计的依据

2．2 设计前的调查和勘察

2．3 抗浮锚杆的类型及选择

2．4 抗浮锚杆的布置方式

2．5 抗浮锚杆的设计

2．5．1 锚杆杆体的截面面积计算

2．5．2 锚杆的锚固段长度计算

2．6 本章小结

3 抗浮计算和有限元分析

3．1 工程概况

3．2 工程地质条件

3．3 地下水情况

3．4 不良地质作用与地质灾害

3．5 水浮力计算

3．5．1 水浮力计算方法

3．5．2 水浮力计算

3．6 自重计算

3．7 建筑物抗浮稳定性验算

3．7．1 整体抗浮稳定性验算

3．7．2 局部抗浮稳定性验算

3．8 抗浮设计

3．9 有限元模型的建立

3．1 0有限元模型的分析

3．1 1本章小结

4 抗浮锚杆的优化设计

4．1 不等跨柱网时抗浮锚杆布设方案的优化设计

4．1．1 抗浮锚杆优化设计的计算

4．1．2 抗浮锚杆布设方案的选取

4．1．3 抗浮锚杆优化方案的分析比较

4．1．4 最优方案的选取

4．2 等跨柱网时抗浮锚杆布设方案的优化设计

4．2．1 抗浮锚杆优化设计的计算

4．2．2 抗浮锚杆布设方案的选取

4．2．3 抗浮锚杆优化方案的分析比较

4．2．4 最优方案的选取

4．3 本章小结

5 研究成果的结论与展望

5．1 研究成果的结论

5．2 展望

参考文献

作者简历

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