高层建筑结构—桩筏基础—地基共同作用机理研究

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桩筏基础是高层建筑常采用的基础形式之一。高层建筑的上部结构、基础和地基是一个统一的有机整体,三者相互联系、相互影响。目前对高层建筑上部结构、桩筏基础与地基的共同作用研究已取得了部分成果,但对其工作机理研究尚少,因而受到土木工程界的普遍关注。本文系统全面的总结了国内外有关桩筏基础及共同作用理论的研究成果,在此基础上建立了两种桩土共同作用模型,并结合工程实例进行了分析比较。具体内容及主要结论如下:(1)对单桩在竖向荷载下的工作性状进行了模拟,并与实测试桩资料进行了对比分析,计算结果与实测值吻合较好,表明所建计算模型可模拟单桩的桩-土的共同作用。(2)以两种分析模型来模拟在竖向荷载作用下上部结构—桩筏基础—地基的共同作用。其一,将群桩基础中桩—土体系作等效连续化处理,视为一种复合材料,建立了桩土等效复合体模型;其二,将桩、土、筏板,分别选用Beam4、Solid45、Shell63单元,在三种单元的接触处采用节点共用,位移协调建立整体有限元分析模型。(3)通过工程算例,就桩筏基础沉降、筏板内力、上部结构内力以及筏板厚度对其影响进行了讨论,并分析了三者共同作用对上部结构内力的影响,给出了确定筏板厚度的合理方法。
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