地基-基础-上部结构共同作用三维数值模拟分析

地基、基础与上部结构共同作用近年来成为理论研究与工程实践的热点问题。根据三者之间的相互作用原理,将地基基础与上部结构作为一个整体进行研究,通过选用合适的三维空间计算模型,考虑了材料的非线性和边界条件的非线性,应用数值仿真系统ANSYS程序对所建模型进行模拟分析。对于软硬不同的地基模型,计算结果表明,不同硬度的地基会在上部结构及基础中产生应力重分布,同时还得出了地基土应力的空间分布规律,此结果具有一定的理论和应用意义。     

考虑上部结构的桩筏基础非线性共同作用分析

当前虽然已有考虑桩筏非线性的设计,但仍无人在此基础上,考虑上部结构。因此考虑上部结构,进一步认识其与桩筏基础非线性共同作用机理,优化桩筏基础设计,具有重要的现实意义。本文以子结构法凝聚上部结构的荷载及刚度,以平面壳体单元模拟筏板,按有限层法模拟桩土之间的弹性相互作用,用广义剪切位移法模拟桩的非线性工作性状,建立了一种考虑上部结构共同作用的桩筏基础非线性分析方法,并编制了分析程序。通过实例分析,探讨了上部结构与桩筏基础非线性共同作用的机理,研究了合理布桩方式,探讨了以差异沉降为目标的优化设计的可能途径。     

隐伏岩溶条件下的上部结构-基础-地基共同作用数值模拟分析

基于龙岗区某超高层大夏,建立岩溶地基-基础-上部结构共同作用的有限元计算模型,模拟分析溶洞的应力、应变、位移及桩基础受力性能,并将分析结果与传统设计方法（上部结构与地基基础分离成两部分计算）进行对比分析,指出岩溶地基条件下传统设计方法的局限性。其研究结果表明:对于岩溶地基而言,共同作用对柱产生的次应力较小,但个别角柱次应力较大;剪力墙的次应力较大,且其布置方式对共同作用有较大影响,此应力随楼层的增加衰减很快;针对岩溶地基,筏板基础是比较适合的基础形式,在共同作用中起很大作用。      

深置矩形基础与地基共同作用解析分析

基于集中力作用下的Mindlin解位移公式,推导得到均布荷载作用下的地基柔度系数,对地基上的四周自由板与地基共同作用进行简化计算,得出了考虑埋深时地基基础共同作用的解析公式。在基础板为刚性和弹性、荷载为集中荷载及均布荷载的情况下,对考虑埋深时的Mindlin解与不考虑埋深时的Boussinesq解的计算结果进行比较,表明,埋深比对于基础沉降、地基反力的分布、基础板的弯矩等都有一定的影响。给出了考虑埋深时的沉降修正系数公式,以供工程应用参考。     

上部结构－桩基—地基共同作用数值分析及桩基变刚度调平优化设计

本文采用有限元法对高层建筑上部结构—桩筏基础—地基共同作用及相互影响进行了研究。研究表明:高层建筑上部结构—桩筏基础—地基共同作用及相互影响时,基础总体沉降和差异沉降随楼层的增加呈非线性变化趋势,上部结构中存在次应力,弯矩和轴力比常规法设计偏大;随楼层的增加,桩体对荷载的分担比在减少,土体分担比在增加;随着上部结构刚度的增加,荷载向角桩、边桩集中;增加筏板厚度,能减少一定的差异沉降和基础平均沉降,从而减少上部结构的次应力,提高地基土的荷载分担比,同时筏板下桩顶反力分布更不均匀,因此需要从筏板受力,以及考虑筏下桩、土的受力来综合确定一个合理的筏板厚度,使设计安全经济;随着地基土变形模量的提高,地基土分担的上部荷载增加,桩顶反力趋向平均,筏板最大弯矩逐渐减小。桩筏基础在均匀布桩条件下呈中间大边缘小的“碟型”分布。差异沉降是由于上部结构次生应力和筏板内力产生的。通过对地基土刚度以及桩长、桩径、桩距等五种桩基刚度的调整,并分析不同刚度对基础差异沉降影响可知:改变桩长的布桩形式并结合地基土刚度调整的中心布桩形式是高层建筑桩筏基础最佳设计方案。     

框架结构-十字交叉条形基础-地基共同作用分析

通过建立框架结构-十字交叉条形基础-地基共同作用的三维力学模型,用大型有限元程序ANSYS模拟分析了土层结构和基础断面型式等因素的变化对共同作用的影响。     

预应力锚索地梁与地基共同作用分析

针对现阶段预应力锚索地梁与地基共同作用机理研究方面存在的问题,以预应力锚索地梁和地基岩土体之间荷载、变形协调关系为基础,通过对预应力锚索地梁体系的分解和离散化处理,建立了能考虑预应力锚索地梁体系共同作用的预应力锚索地梁计算理论和方法。通过与实测资料的比较,表明本文理论有较高的计算精度。     

筏板基础与地基的共同作用计算分析——以北京市中关村航空科技园配套工程为例

在高层建筑地基、基础和上部结构三者相互作用的过程中,地基起主导作用,其次是基础,另外还受到上部结构刚度的约束作用。本文以筏板基础为例,介绍一种有限单元方法,把地基按分层变化的有限压缩层模式,将基础与地基视为两种不同的弹性体,在同时满足静力平衡和变形连续的条件下,引入上部结构在底层柱脚处对基础的约束作用,同时求得地基反力和基础内力,最后以一具体实例来论证之。     

基于共同作用的筏板基础分析

重点研究了空间框架—筏板—地基共同作用时筏板基础的受力和变形性能。并利用有限元方法完成三维模型的数值分析。结果表明,该方法是切实可行的,其运算结果令人满意,具有一定的实用价值。并针对筏形基础提出了“外弱内强“的地基方案,从理论上可以使筏基达到优化设计的目标,直接结果使筏板可以减薄,降低基础造价。     

弹性矩型板与非线性地基共同作用的简化计算法

提出一种考虑地基非线性特性的地基模型,并把它应用到弹性板基础与非线性地基共同作用的分析中。计算结果表明,考虑地基非线性特性时,地基反力及弹性板基础的受力大为改善且结果更接近于实际     

高层建筑桩箱基础共同作用现场测试分析

通过一高层建筑桩箱基础原位测试,阐述了箱基底板钢筋应力变化特征、基础变形和沉降规律、箱底土压力分布规律及桩-土荷载分担比例。测试结果表明,箱基底板钢筋应力仅为设计强度的8 %;基础沉降量为理论计算值的20 %;基础纵向弯曲值仅为0.319 ‰,设计时可只考虑局部弯曲而不考虑整体弯曲;箱基底板土分担了11 %的荷载,土压力没有得到充分发挥,建议增大桩距来实现这一目的,从而降低工程造价。     

上部结构—厚筏基础—土共同作用分析

采用空间有限元法,就工程中常用的筏式基础在考虑上部结构及土介质三者共同作用条件下的性状进行了探讨,着重分析了筏基刚度变化对整个系统内力场和位移场的影响。筏基采用可考虑横向剪切变形影响的厚板协调单元,地基采用分层模型。运用所编程序,针对一典型算例,分析得出一些对工程实践十分有用的结论和认识。     

埋地钢塑复合缠绕管管土共同作用数值分析

随着中国污水处理事业的不断发展,钢塑复合缠绕管作为传统水泥排水管的替代产品,具有综合造价低、施工方便、环保效益好、耐久性高等诸多优点,近年来在国内各大城市的污水管网建设中得到了较快地推广。但是作为一种新型结构,这种管道应用的时间尚不长,其管土共同作用机理尚需要人们进行深入研究。本文采用有限元方法对钢塑复合缠绕管的管土共同作用机理进行数值分析,从理论上得出了埋地钢塑复合缠绕管受力后的强度变形特征,可供相关的工程实践参考     

既有深坑边坡、结构共同作用的动力响应研究

城市周边废弃矿坑逐渐被利用起来以建设大型公共服务项目,建筑群以边坡作为基础将引起新的技术难题。采用大型振动台试验对地震作用下既有深坑边坡、单跨和多跨框架结构的动位移及结构动内力进行了研究。研究结果表明：地震波类型、幅值和激振方向对模型动力响应均有影响,不同地震波对模型动位移和内力的影响存在差异,动位移随激振幅值的增加而增加,双向激振比单向激振引起的动位移大,与激振同方向的位移较其他方向大;单跨和多跨结构控制位移的能力在高强度地震激振下才有差异,后者比前者控制位移的能力强,但柱子内力较前者大;由于结构与地基的共同作用,整体性好、刚度大的结构可提高地基的抗震性能,多跨结构地基较自由场动峰值位移小2.5%～8.8%,永久位移小13.6%～62.1%。试验结果有助于揭示深坑边坡在地震作用下的失稳机制,为深坑边坡及构筑物的抗震设计提供有益的参考。     

平面框架-条基-饱和土共同作用的弹塑性有限元分析

利用ABAQUS软件建模,分析了平面框架-基础梁-弹塑性饱和土之间的共同作用问题.地基土的本构关系为Mohr-Coulomb模型,同时以Biot固结理论考虑饱和土的固结问题.利用所建模型,分析了土的弹塑性响应对基础沉降与基底反力的影响,讨论了地基内塑性区随荷载的开展情况,并得到了土的固结引起的共同作用系统内变形、内力以及孔压的变化情况.     

高层建筑裙房地基共同作用对筏基及柱内力的影响

用理论模型和有限元方法 ,研究不设置沉降缝和后浇带时在高层建筑、裙房和地基共同作用情况下 ,地基反力的扩散对筏板弯矩和上部结构框架柱内力的影响。计算结果显示 ,共同作用和地基反力扩散对筏板整体弯矩有很大的影响 ,在总弯矩中 ,整体弯矩有时起主要作用 ;上部建筑框架柱内力也有很大变化 ,底层柱弯矩 ,剪力有大幅增加