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现行规范中常规设计方法的计算结果与实际工程中结构的真实内力相差比较大,在一定的工程地质条件下,这种差异更加明显。常规设计方法往往造成结构设计不是偏于不安全就是偏于浪费,改进结构设计方法刻不容缓。由于数值分析方法和计算机仿真技术的发展以及相互作用本身问题的复杂性,建筑结构-基础-地基相互作用问题已成为结构工程领域内研究的热点问题之一。相互作用问题的研究对结构设计和建筑基础设计都具有明显的意义。
倾斜地层在建筑设计中经常会碰到,为了研究水平荷载作用下框架结构-不同埋深独立基础-地基共同作用的结构受力和变形性能,论文建立了三维数值模型,采用弹塑性地基模型,将上部结构、基础、地基三者视为统一的整体,利用大型有限元商业软件ANSYS对一具体建筑进行对比计算,主要研究:
(1)对比常规设计方法下底层短柱不等长和等长两种情况,得出有不同埋深时短柱的受力特点,为设计建造在倾斜地层上的建筑提供理论依据。
(2)通过与常规方法相比,得出共同作用方法对上部结构水平位移及框架内力的影响。
(3)设计了软硬不同的几种地基情况,得到了共同作用时上部结构水平位移、沉降、地基土的反力,分析所获结论与实际工程情况基本相符。
(4)观察取消地基梁后对上部结构受力和变形的影响,说明地基梁在框架结构中的重要作用。
(5)计算模型直接从地基梁顶取对上部结构的影响,指出正确的建模方法,对实际工程具有一定的指导意义。