地基基础与上部结构的共同作用机理分析

摘要

随着近些年来经济的快速发展及科学技术的进步，城市发展的步伐在加快，越来越多的人群涌入到大城市中。为了缓解大城市用地的紧张，高层及超高层的建筑如雨后春笋般拔地而起。桩筏基础在高层建筑中也得到了广泛的应用，国内外许多专家也对其作了大量的研究，特别是在地基、基础、上部结构共同作用这方面上的研究，获得了不少成就并且日显成熟，在工程实践中也得到了相应的应用。
　　本文是以一个小高层共同作用的办公楼为例，在前人研究的理沦基础上，运用SAP2000有限元软件，采用分层地基模型模拟地基土，建立一个合适的框架结构-桩筏基础-地基的共同作用三维空间分析模型，讨论其共同作用机理。按照课题的思路，本文得到的主要结论如下:
　　1)共同作用时，上部结构的内力以及桩顶部反力有着较明显的增大，筏板内力和基础沉降都有所减少，这说明了非共同作用时，筏板内力和基础沉降的安全储备比较大，而对上部结构则是偏于不安全的设计，所以，在实际工程中，共同作用设计更切合结构的受力情况，是更合理的设计。在上部结构的设计中，要适当的考虑共同作用对上部结果不利影响。
　　2)在顺序施工时，通过调节上部结构的刚度，对基础的沉降、筏板弯矩、筏板荷载分担比、桩顶部反力影响表明，上部结构刚度对减少基础的差异沉降有利，但是这种贡献是有限的。
　　3)筏板的厚度可以调节筏板以及桩顶部的反力，减少基础的差异沉降，在基础设计时，综合各自的因素，要合理的选取筏板厚度，更为经济。
　　4)在基础设计时，为了提高筏板荷载的分担作用，控制住允许的基础沉降，要合理的选取桩长。
　　5)通过调节地基的刚度造成的影响来看，为了提高筏板荷载的分担比，筏板应尽量放在刚度大的土层上。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题提出的背景和研究意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 共同作用理论研究状况的概述

1．2．1 共同作用的国外研究概况

1．2．2 共同作用的国内研宄概况

1．3 地基基础与上部结构共同作用分析方法的发展

1．4 本课题所研究的内容

2 地基—桩筏基础—上部结构共同作用理论与分析方法

2．1 共同作用的机理分析

2．1．1 上部结构刚度的影响

2．1．2 基础刚度的影响

2．1．3 地基刚度的影响

2．2 地基基础与上部结构共同作用的分析方法

2．2．1 实测研究

2．2．2 模型试验

2．2．3 理论分析

2．3 桩筏基础共同作用的分析方法

2．3．1 共同作用基本方程

2．3．2 筏板分析的模型

2．3．3 桩土共同作用的分析

2．4 本章小结

3 地基模型叙述

3．1 地基力学模型

3．1．1 线弹性地基模型

3．1．2 非线弹性地基模型

3．1．3 弹塑性地基模型

3．2 本章小结

4 SAP2000软件的简介

4．1 SAP2000软件的简介

4．1．1 SAP2000软件简单介绍

4．2 SAP2000基本过程

4．3 SAP2000模拟整体模型

4．3．1 模拟上部结构

4．3．2 模拟基础

4．3．3 模拟地基

4．4 SAP2000软件单元类型、组

4．5 本文单元类型的选取

4．6 本章小结

5 工程实例计算分析

5．1 工程实例模型

5．1．1 工程实例简介

5．1．2 建立上部结构模型

5．1．3 建立基础模型

5．1．4 建立地基模型

5．1．5 荷载条件

5．2 共同作用对上部结构和桩筏基础的影响

5．2．1 共同作用对上部结构的影响

5．2．2 共同作用对桩筏基础的影响

5．3 上部结构的刚度对桩筏基础影响

5．4 筏板刚度的影响

5．4．1 筏板刚度的变化对上部结构影响

5．4．2 筏板刚度的变化对桩筏基础的影响

5．5 桩长度变化的影响

5．5．1 桩长度变化对上部结构的影响

5．5．2 桩长度变化对桩筏基础的影响

5．6 地基刚度变化的影响

5．6．1 地基刚度变化对上部结构的影响

5．6．2 地基刚度变化对桩筏基础的影响

5．7 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

6．3 结束语

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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