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。     

超厚软土地基重型设备厂房上部结构与地基基础共同作用分析

以某高铁动车检修地基工程为例,构建桩土作用简化模型,并采用m法计算各土体弹簧水平及竖向刚度,进行可靠性分析。基于该桩土作用简化模型,上部结构与地基基础共同作用,采用有限元方法从动力特性、位移及结构内力3方面,对比分析静调库上部结构与地基基础的整体模型与独立模型。研究结果表明考虑共同作用有利于抗震作用;结构相对变柔使结构在水平荷载作用下位移量相对增大;基础不同主要影响钢柱柱底及与之相连的基础梁梁端弯矩。     

共同作用对上部结构和桩筏基础的影响

以贵州省遵义市某县棚户区（城中村）改造项目为研究算例,利用SAP2000有限元分析软件建立框架剪力墙结构-桩筏基础-地基共同作用的三维有限元模型和不考虑三者共同作用的一般三维模型。与不考虑共同作用的一般模型相比,考虑共同作用后,上部结构的内力和桩顶的反力都增大,筏板沉降和筏板内力都减小,说明筏板沉降和筏板内力的安全储备较大。因此,在结构工程设计过程中,考虑上部结构、基础和地基共同作用的设计理念和方法与建筑物实际受力特征更相符,设计结果也更合理,同时也要考虑三者共同作用时上部结构和桩顶反力的不利影响。     

上部结构-筏基-地基共同作用子结构法FEM分析

应用子结构法理论,将上部结构刚度矩阵凝聚到筏板基础,同时将采用D—P模型的地基土体弹塑性刚度矩阵也凝聚到筏板基础上,建立了考虑上部结构、基础、地基共同作用的三维弹塑性有限元模型理论。利用此理论建立某工程框架结构裙楼一框架芯筒结构主楼一筏板基础一地基共同作用FEM模型,通过ANSYS程序对此模型进行数值模拟。结果表明,主楼结构的柱、梁应力在考虑共同作用比不考虑共同作用有增大趋势,群楼柱轴应力在考虑共同作用比不考虑共同作用小,而群楼梁弯应力却相反。并进一步分析得出考虑共同作用基础沉降差引起上部结构杆件应力重新分布,尤其是基础沉降差引起主楼的柱轴应力、梁弯应力的变化率大于群楼柱轴应力、梁弯应力的变化率的结论,该结论对以后工程设计有重要参考价值。     

江苏溧水体育场结构方案设计与分析

介绍了江苏溧水体育场上部钢管桁架下部混凝土框架结构的设计理念和结构体系.采用有限元软件MI-DAS对钢结构独立模型和钢结构与混凝土结构整体模型进行了静力分析、模态分析和反应谱分析的比较.结果表明,该结构在两种模型中的杆件内力变化不大,节点位移变化较大,而结构的自振特性及在地震作用下的响应差异很大.当上部结构刚度较大,而下部结构刚度较小时,应进行上下部结构的整体分析,考虑结构的共同工作.     

考虑共同作用地基的沉降计算

针对目前结构设计中将上部结构与地基基础分开考虑,忽略上部结构刚度对基础内力及沉降的影响的现状,提出一种考虑上部结构与地基共同作用时基础沉降差的计算方法,据此可进一步考虑基础沉降差在上部结构中引起的附加内力.     

高层建筑上部结构、基础与地基土共同作用的地震时程分析

上部结构、基础与地基土为一整体系统,在地震作用下考虑系统的共同作用是结构精确分析的基础.本文以ANSYS有限元软件为工具,进行了框架结构、基础及地基的动力时程分析.通过比较,考虑共同作用和非共同工作系统的动力响应,分析了结构动力特性、结构的侧移、底层柱的内力和基底反力分布图,得出了一些有价值的结论,对工程设计有一定的参考意义.     

上部结构-筏基-地基共同作用子结构法FEM分析

应用子结构法理论,将上部结构刚度矩阵凝聚到筏板基础,同时将采用D-P模型的地基土体弹塑性刚度矩阵也凝聚到筏板基础上,建立了考虑上部结构、基础、地基共同作用的三维弹塑性有限元模型理论.利用此理论建立某工程框架结构裙楼-框架芯筒结构主楼-筏板基础-地基共同作用FEM模型,通过ANSYS程序对此模型进行数值模拟.结果表明,主楼结构的柱、梁应力在考虑共同作用比不考虑共同作用有增大趋势,群楼柱轴应力在考虑共同作用比不考虑共同作用小,而群楼梁弯应力却相反.并进一步分析得出考虑共同作用基础沉降差引起上部结构杆件应力重新分布,尤其是基础沉降差引起主楼的柱轴应力、梁弯应力的变化率大于群楼柱轴应力、梁弯应力的变化率的结论,该结论对以后工程设计有重要参考价值.     

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。     

上部结构-基础-地基相互作用问题分析

介绍了土-结相互作用的研究概况,进一步讨论了在建筑结构设计时考虑动力相互作用和静力相互作用的必要性.借助大型有限元程序ANSYS,建立了框架结构-独立基础-地基的共同作用模型,解决了应用ANSYS对框架结构-独立基础-地基进行空间分析的技术问题,为进行土-结动力、静力相互作用分析提供了一个可行的方法.通过实例计算分析,研究了考虑框架结构-基础-地基共同作用的设计方法较常规设计方法对上部结构内力的影响规律,对进一步完善结构设计具有一定的工程意义.     

砖墙填充框架在地基不均匀沉降作用下附加内力的计算分析

提出了上部框架结构和地基基础共同作用的一种简化计算方法，采用变弹模轴压杆模拟地基作用，上部结构引入等效斜压杆来考虑砖填充墙和框架的共同作用。工程算例计算结果表明，相对不均匀沉降计算结果与实测结果接近，内力计算结果与结构实际损伤规律相符。     

上部结构、筏板基础和地基共同作用的有限元分析

考虑上部结构、筏板基础和地基的共同作用,运用ANSYS有限元计算方法,通过上部结构、筏板基础和地基之间在连接点处的静力平衡和变形协调条件,分析了上部结构对筏板基础变形、内力影响以及筏板基础对上部结构变形、内力的影响,探讨了共同作用的影响规律。计算结果表明,考虑共同作用时,上部结构承担了部分筏板基础荷载,使筏板基础内力、变形减小;考虑筏板基础的刚度时,由于整体弯曲的作用,使上部结构的应力产生重分布,梁产生了附加弯曲应力,增大了上部结构的内力,因此在工程设计中应考虑共同作用的影响,使工程更安全、更经济。     

上部结构分步施工对高层建筑上下部共同作用计算的影响研究

目前,在高层建筑结构上下部共同作用分析中,很少考虑上部结构分步施工的影响.对土质地基上框架结构的研究表明,上下部共同作用效应明显的体系,上部结构的分步形成对共同作用分析有较显著的影响.相对于不考虑上部结构分步施工的情况,考虑上部结构分步形成时,上部结构对基础变形的约束作用略有减小,基础差异沉降增大,基础内力增加;底层柱轴力出现与基础差异沉降相反的加卸荷现象;尤其上部框架梁的弯矩有较大不同,越到上部楼层,参与上下部结构共同变形的程度越低,共同作用对其内力的影响越小.     

考虑不同桩长影响的变电站配电楼地震反应分析

从变电站桩基-筏板-配电楼结构耦合体系出发,采用PLAXIS 3D建立桩筏基础-地基-上部结构三维有限元整体模型,其中,土体非线性力学行为采用考虑小应变特性的双曲线型弹塑性(HSS)模型模拟,动力计算中采用自由场边界(模型四周)和柔性底部边界(模型底部)来模拟无限地基。通过整体模型动力时程分析,研究了3条典型地震波及其不同加速度峰值情况下长桩和短桩设计方案对应的上部结构及桩筏基础动力响应特性。结果表明：变电站配电楼虽然层数较低,在地震作用下楼顶仍然表现出一定的放大效应;考虑结构后的地表水平加速度峰值总体上高于自由场地的情况,距结构30m范围内地表水平加速度反应相对较大;桩长在一定范围内变化对上部结构的振动响应影响不大;上部结构的水平加速度峰值随输入地震动加速度峰值增加而增大,地下室底板中部弯矩极值对地震动加速度峰值及不同地震波波形均不敏感。     

爆破地震波作用下框架结构与地基基础协同工作时程分析

爆破地震波荷载不同于构造地震波荷载。本文采用ANSYS有限元分析程序,分别对爆破地震波作用下框架结构在考虑基础固结及考虑地基基础协同工作两种情况进行了空间对比时程分析;并针对协同工作体系,研究了其在爆破地震波和构造地震波作用下的动力特性。分析结果表明:基础固结模型的位移响应较之协同工作模型要小得多,但其内力响应却有所增大,局部还存在突变的情形;此外还得出了两种波作用下结构的动力反应存在较大差异。     

考虑共同作用地基的沉降计算

针对目前结构设计中将上部结构与地基基础分开考虑，忽略上部结构刚度对基础内力及沉降的影响的现状，提出一种考虑上部结构与地基共同作用时基础沉降的计算方法，据此可进一步考虑基础沉降差在上部结构中引起的附加内力。     

花都大运家园工程上部结构与地基基础共同作用的有限元计算分析

本文以花都大运家园工程的基础设计为实例,采用有限元软件Abaqus对建筑上部结构与地基基础共同作用进行简化有限元分析,通过对比是否考虑上部结构刚度的地基沉降对上部结构的应力影响,从而得出经济、安全、合理的结构体系.     

框架结构及筏基与边坡地基共同作用的受力分析

随着山地城镇建设的发展,一些建筑不得不建于边坡地基之上,边坡地基与建筑结构之间的共同作用成为一个现实的研究课题。通过有限元数值分析的方法,对某框架结构及筏基与边坡地基的共同作用受力问题进行了计算分析,其中边坡地基坡高10m,坡度为2：1,上部建筑为10层的框架结构。共同作用分析中上部结构、基础与边坡地基满足三者的受力平衡和变形协调条件。研究了考虑共同作用后的边坡地基强度变形情况及上部框架结构及筏板基础内力和变形情况,得出了对工程实践有参考意义的结论。     

上海中心大厦地下室翼墙性能分析

为研究超高层建筑翼墙性能,首先依据有限元理论建立了基于桩筏基础和上部结构共同作用的整体三维有限元模型,分别比较了模型中设置翼墙和不设置翼墙两种情况下整体结构的周期、最大层间位移角、巨柱及核心筒等关键构件内力和差异变形。其次,为考虑混凝土长期荷载下开裂及徐变的影响,对地下室翼墙刚度进行适当折减,获得翼墙刚度折减前后结构性能的变化情况。在上述分析基础上,进一步考虑了基底桩弹簧约束和施工过程模拟等因素对翼墙、柱、核心筒等关键构件内力的影响。     

带大底盘地下室高层建筑地震响应分析

在多栋高层建筑之下建有连通的地下室,由于地下室不允许断开,因此不设沉降缝和抗震缝,不均匀沉降可由后浇带或加强基础底板等方式解决,而这类结构的抗震目前尚沿用以往单栋建筑的分析方法,未考虑大底盘的影响。在分析时考虑上部结构与地基基础共同作用,根据三者共同作用的特点,建立考虑上部结构与地基基础共同作用的有限元模型,并用这一模型对结构与地基动力共同作用问题进行分析及计算工作,从计算结果中得出了一些有益的研究结论。