不同厚度混凝土基础底板的约束应力分析及基础方案选择

摘要

近年来，随着我国高层建筑日益增多和地下空间的开发利用，基坑开挖的深度和面积不断增加，一方面出现了不同厚度混凝土基础底板的情况，若基础底板厚度变化太大，势必会产生许多应力集中点，可能造成基础底板开裂;另一方面地下水对建筑物的施工过程及使用过程的影响也不断加大，在选择基础形式时应考虑基础承载力和地下结构的抗浮问题。因此有必要对不同厚度基础底板进行应力分析和对不同的抗浮方案进行分析研究。
　　 本文主要研究技术内容有:不同厚度基础底板混凝土变形试验研究，对早期大体积混凝土基础厚板和普通基础薄板的混凝土约束应力进行对比分析;对实验数据进行回归分析，并利用有限元软件对实验数据进行模拟;对不同基础方案进行技术设计和经济性对比分析，给出岩石地基高水头条件下深基础选型的合理化建议。
　　 通过本文研究发现:不同厚度基础板应力不同，大体积混凝土基础底板收缩应力及应变较大，而普通基础薄板收缩应力及应变较小，两者在交接处产生应力集中现象，导致在薄厚板相交处易产生裂缝，且裂缝沿着厚薄板相交沿线方向开裂;在岩石地基条件下选择基础方案时，宜首选平板式筏板基础;抗浮方案宜首选结构加覆土的形式，若不能满足抗浮要求时（包括使用阶段和施工阶段），应优先考虑结构结合抗浮锚杆的形式，对结构结合砂滤层的形式要慎用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和研究目的

1．2 国内外发展现状

1．3 本文研究方法、内容及技术路线

1．3．1 本文研究方法

1．3．2 本文研究内容

1．3．3 本文研究技术路线

第2章 温度作用下混凝土应力理论及常用抗浮方法

2．1 混凝土的收缩

2．1．1 混凝土收缩分类

2．1．2 混凝土的徐变与应力松弛

2．1．3 钢筋混凝土裂缝产生的主要原因

2．1．4 钢筋混凝土裂缝的控制标准

2．1．5 裂缝控制的基本原则

2．2 混凝土温度应力理论研究

2．2．1 混凝土温度应力基本概念

2．2．2 混凝土板温度应力方程

2．2．3 温度裂缝及产生机理

2．3 常用的抗浮方法特点和适用性

2．4 小结

第3章 早期浇筑大体积混凝土基础厚板对基础薄板约束应力分析

3．1 试验原因

3．2 试验目的

3．2．1 混凝土构件早期自由收缩试验

3．2．2 现场试验

3．3 试验设备

3．4 试验实施

3．4．1 构件早期自由干缩试验

3．4．2 现场试验

3．4．3 试验结果分析

3．4．4 约束应变分析

3．5 现场裂缝情况

3．6 小结

第4章 试验数据回归分析

4．1 回归计算理论分析

4．2 试验数据分析

4．3 构件自由收缩数据回归

4．4 厚板数据回归分析

4．5 薄板数据回归分析

4．6 大体积混凝土基础底板约束应力实用计算公式

4．7 小结

第5章 混凝土收缩应力有限元分析

5．1 ABAQUS有限元软件介绍

5．1．1 ABAQUS有限元软件

5．1．2 ABAQUS各模块功能简介

5．1．3 ABAQUS分析的范围

5．2 有限元建模

5．2．1 基本假设

5．2．2 ABAQUS有限元条件

5．3 有限元模拟分析

5．3．1 有限元建模

5．3．2 网格划分

5．4 有限元模拟结果

5．5 有限元分析过程与现场试验结果

5．6 小结

第6章 基础方案选择

6．1 基础形式选择

6．2 不同基础抗浮方案设计分析

6．2．1 工程概况

6．2．2 结构加覆土的基础抗浮方案设计分析

6．2．3 带有砂滤层的基础抗浮方案设计分析

6．2．4 带有抗浮锚杆的基础抗浮方案设计分析

6．2．5 不同基础抗浮方案的经济性分析

6．2．6 不同基础抗浮方案的工期比较

6．2．7 不同工艺基础抗浮方案比较

6．2．8 经济与社会效益

6．3 小结

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢

附录 数值表