跨越地铁高层建筑桩筏基础数值模拟研究

基于某跨越地铁高层建筑的设计实践,利用ABAQUS建立剪力墙与桩筏基础和地基共同作用的三维有限元数值模型,研究了跨越地铁隧道的桩筏基础受力和变形性状,并分析了上部结构刚度、逐层施工、地铁隧道跨度、跨越地铁隧道方式等因素对其影响。结果表明,上部为剪力墙结构的高层建筑,考虑上部结构刚度作用可显著减小筏板的差异沉降和弯矩。当上部结构刚度达到一定程度后,其对筏板差异沉降和弯矩的调节能力减弱,表现出上部结构刚度贡献的有限性。随着地铁隧道跨度的增加,筏板最大沉降、差异沉降和弯矩都增大。桩筏基础以筏板对角线与地铁隧道中心线重合的方式跨越地铁隧道对筏板的内力和变形影响最小。桩顶反力数值计算结果与实测数据较为吻合。     

板柱结构-基础-地基共同作用分析

考虑板柱结构、筏板基础、地基土三者的共同作用，用有限元方法、筏板基于Mindlin厚板理论，建立空间三维模型，进行计算分析。通过与常规设计结果的比较，研究了基础沉降、基底反力、筏基内力、板柱结构内力和变形的变化规律。     

超高层框-筒结构施工过程的数值模拟

采用有限元程序ANSYS,建立超高层钢框架-核心筒结构的上部结构与地基基础共同作用的整体三维模型,利用ANSYS程序中生死单元技术,模拟分析上部结构逐层施工的过程,研究施工过程中筏板基础的沉降、内力及基底反力的变化规律,并分析了上部结构刚度对筏板基础受力及沉降的影响。考虑上部结构共同作用时,筏板基础的弯矩和差异沉降都将减小,有利于筏板基础受力。     

超高层筒中筒结构桩筏基础共同作用现场实测与数值分析

通过对陕西省邮政电信网管中心大楼桩筏基础的沉降观测及反力的部分现场实测结果的分析,利用大型有限元软件ANSYS ,地基土采用弹塑性本构关系,筏板采用中厚板理论,建立了超高层筒中筒结构、桩筏基础和地基土的三维有限元模型,进行了三者在竖向荷载作用下共同作用的非线性数值分析,对黄土地区超高层建筑桩筏基础的沉降、受力和桩土分担比进行了探讨。分析表明:基础沉降、桩土荷载分担比等实测结果与数值分析吻合较好,在黄土地区建设超高层建筑采用超长灌注桩对于减小基础沉降有显著效果;筒体结构对基础刚度贡献的影响范围约为8层;筏板内力分布复杂,与上部结构形式和布桩方式等因素密切相关,且筏板悬挑端部弯矩很大。     

某续建工程桩筏基础内力与变形特性分析

根据某续建工程桩筏基础加固方案的设计实践,利用ABAQUS软件建立了具有代表性的筏板-桩-土共同作用的三维有限元分析模型,分析了补桩桩长、补桩桩身强度和加固筏板厚度对桩筏基础的内力及变形特性的影响。分析结果表明:补桩桩长对筏板的沉降、弯矩均有较大的影响;补桩桩身强度对筏板沉降及原有桩的桩顶反力影响较小;加固筏板厚度的增大对筏板调节差异沉降和均衡原有桩筏系统内力有利,但同时也会导致整个筏板的自重增大、沉降增大。将桩顶反力和筏板应力的数值计算结果与实测结果进行了比较分析,两者较为吻合。     

考虑筒体结构刚度影响的筏板内力与变形研究

基于中厚板理论，考虑上部结构、基础与地基三者共同作用，以及土的非线性因素，采用有限单元法建立全三维模型，分析了筒体结构下桩筏基础中筏板的内力与变形。同时，讨论了筏板内力和变形的影响因素。     

超深层岩溶地基上桩筏基础选型及工作性状数值分析

结合无锡世贸中心项目,对超深层岩溶桩筏基础选型进行讨论,同时利用ABAQUS对岩溶基础上桩筏基础共同作用进行数值模拟分析,地基土采用弹塑性模型,上部结构与桩筏基础采用弹性模型,对三者在竖向荷载条件下的共同作用进行非线性分析,并结合现场实测数据对岩溶基础上超高层结构桩筏基础工作性状进行研究。分析表明:桩筏基础采用摩擦桩与溶洞灌浆相结合方法处理超深层岩溶地基具有可行性;筏板内力分布及沉降的数值分析结果与实测值相吻合;采用超长摩擦桩可减轻上部结构对深层溶洞的影响;筏板内力分布与上部结构和布桩方式有关。     

超深层岩溶地基上高层建筑桩筏基础性能研究

为了研究超深层岩溶地区高层建筑桩筏基础的整体工作性能,本文结合工程实例,采用现场监测和数值模拟的方法对无锡世贸中心主楼下超深层岩溶地基经灌浆处理后桩筏基础受力和变形进行研究。在桩端和筏板上布置相应的监测点,检测桩端应力,筏板内力,以及筏板沉降随上部结构刚度增加时的变化规律,同时,配合有限元模拟溶洞存在对整体结构桩筏基础的影响以及对比灌浆后桩端地基反力的变化。得到桩筏基础在上部结构和岩溶地基等共同作用下受力和变形等相关结论,对于岩溶地基桩筏基础的选型以及地基处理评价具有重要参考价值。     

考虑共同作用时上部结构刚度对基础沉降与内力的影响

利用大型通用有限元软件ANSYS14.0建立了框架结构–桩筏基础–地基共同作用的整体有限元分析模型。通过改变上部结构的刚度来研究考虑共同作用后筏板的沉降和筏板内力的变化规律。计算结果表明,随着上部结构刚度的增加,上部结构刚度对建筑物基础沉降的影响越来越小。上部结构刚度较小时,筏形基础主要以整体弯曲变形为主,上部结构刚度较大时,筏板中的应力呈增长趋势。随着上部结构刚度的增加,筏板弯曲变形的增长幅度减弱。     

筒体结构下筏板内力与变形的数值分析

考虑上部结构、基础与地基三者共同作用 ,采用中厚板理论 ,运用有限单元法 ,分析了筒体结构下桩筏基础中筏板的内力与变形。同时 ,讨论了筏板内力和变形的影响因素     

基底土反力对地下室底板设计的影响分析

以荷载传递法、有限单元法和弹性理论法的混合解法为基础进行桩筏基础体系分析。深入研究桩筏基础在桩基发生沉降过程中基底土反力和底板内力的变化规律,合理计算桩筏基础地基土荷载分担比,并提出基础底板设计中荷载取值的原则,为多层及小高层地下室底板设计提供依据。     

施工过程巨型框架结构、筏基和砂卵石地基共同工作分析

在室内试验的基础上,从上部结构、筏基两方面分析施工过程中巨型框架结构、筏基对砂卵石地基的沉降和应力分布影响,结果表明：上部结构对基础的沉降和内力及地基的反力有较明显的影响,而结构层数的影响是有限的;筏板厚度、混凝土等级的增加使基础的沉降和差异沉降减小;板中应力越大,基底反力向边缘集中,分布越不均匀,正应力增大。     

框架-核心筒结构、筏基和地基共同作用的有限元分析

利用有限元软件ANSYS建立了框架-核心筒、筏基和地基共同作用体系的三维分析模型,进行了竖向荷载作用下的共同作用分析,比较了常规方法与考虑共同作用的方法计算的上部结构内力的差异、筏基内力与沉降的差异,并讨论了筏板厚度变化对共同作用体系的影响。     

高层建筑地基基础概念设计的思考

基于高层建筑箱、筏、桩筏基础变形、反力等实测资料的分析指出,按传统理念设计的箱基、筏基、桩筏基础有两个缺陷:一是呈现明显的碟形沉降引起上部结构的较大次应力;二是基底马鞍形反力分布导致基础板或承台冲剪力和弯矩显著增大。为使差异沉降和箱、筏承台的内力减至最小并改善上部结构受力性状,提出变刚度调平概念设计。对于框筒、框剪结构,应强化核心筒区的桩土刚度(调整桩长、桩径或桩数),相对弱化外围刚度;对于主裙连体建筑,应强化主体,弱化裙房(采用天然地基、复合地基和疏短桩基);对于箱、筏基础,可局部强化核心筒区(采用桩基或刚性桩复合地基)。对于上述变刚度调平概念设计,进行上部结构—基础—桩—土共同作用分析,进一步优化布桩和承台配筋。通过大比例现场模型试验对上述优化设计理念进行了验证,并应用于10余项工程,取得了良好的技术经济效果。     

浅谈高层建筑筏板基础的设计

文章以某工程为例,对高层建筑基础的选型和平板式筏板基础的结构设计进行介绍,并着重阐述运用上部结构、基础和地基共同作用的分析原理,对筏板基础内力进行分析的有限元法,以供参考。     

基于Mindlin解的转炉桩筏基础设计

以某炼钢厂房的桩筏基础设计为工程背景,采用Mindlin和Boussinesq弹性理论计算桩土刚度,Reissner厚板理论分析桩基筏板,并利用该方法对转炉桩基础和厂房柱基础共同组成桩筏体系的总体沉降、差异沉降、桩顶反力、筏板内力等结果进行了计算。此法较现有的桩基设计规范中基于筏板绝对刚性假定的计算方法有一定的优越性。通过分析计算结果总结变化规律,发现荷载密度对此类基础的局部沉降、桩顶反力影响较大。     

多塔楼差异沉降下桩筏基础筏板的内力分析

传统意义上桩筏基础筏板的设计计算是采用桩筏分算方法确定筏板的厚度及配筋,没有考虑差异沉降的影响.文章提出了一种新方法,考虑差异沉降对筏板内力的影响,采用有限元分析软件SAP2000建立上部结构-筏板-弹簧支撑的弹性分析模型,根据塔楼和其他部分沉降等值线的比值调整弹簧刚度,通过不断的调整弹簧刚度调整基底的差异沉降,使基底沉降差异控制在0.01m以内.由于减少了基底的差异沉降,使得筏板的内力趋于均匀,从而达到优化筏板设计的目的.     

上部结构-筏-桩-地基共同作用分析的新方法

本文提出一种研究上部结构-筏-桩-地基共同作用分析的新方法,尤其是筏基分析方法新颖,比之有限元方法优越。计算结果与实测数据有较好的一致性。利用本文方法可求得上部结构和桩土结点的反力,筏基中任意点的弯矩、扭矩、正应力和剪应力。本文对共同作用机理进行分析,得出了可供工程设计人员参考的有益结论,例如,抽桩分析,可期获得可观的经济效益。