基础型式对均质岩坡—基础—上部结构共同作用影响分析

随我国山地城镇建设中,一些建筑需建于岩质边坡地基之上,建筑结构与岩坡地基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,对岩坡地基与上部结构及基础共同作用受力中基础型式的影响问题进行了计算分析,其中岩坡地基为10m高的直立边坡,上部结构为10层框架结构,基础型式考虑了独立基础、条形基础、筏形基础、桩基础4种情况。分析中上部结构、基础与岩坡地基满足三者的受力平衡和变形协调条件。研究了4种基础型式下考虑相互作用后的岩坡地基强度变形情况及上部框架结构及基础内力和变形情况,得出了一些有益的结论,对相关工程实践具有参考意义。     

框架结构-筏板基础-地基共同作用的力学特性

通过ANSYS模拟了框架结构-筏板基础-地基的共同作用情况,建立了三者的变形协调方程,分析了考虑共同作用对结构内力、筏板及地基沉降的影响规律,得出了考虑共同作用时,上部结构端柱呈现出最大加载、柱底弯矩成倍增长,而筏板基础和地基的应力和沉降都明显减小的结论。     

上部结构-地基基础协同作用分析及设计优化

在常规的高层结构设计中,一般将上部结构和基础部分分开设计,既分析上部结构时认为基地固定,忽略基础和地基土的变形对其内力的影响。而实际上地基基础-上部结构三者共同工作、协同变形,基础和地基变形会引起上部结构内力的重新分布,上部结构对基础的变形也具有一定的限制作用。因此,设计常用方法与实际情况存在一定的差异。本文以某高层建筑为例,运用MIDAS-GTS软件建立地基-基础-上部结构协同分析模型,计算了三者共同作用时,多种荷载组合情况下的基础沉降量、桩基内力及桩身强度,对比了是否考虑协同分析两种情况下的结构内力分布情况,最后依据桩基础内力分布及沉降特征、建筑与裙房的差异变形量等模拟结果,提出合理的桩长、布桩方式、差异沉降控制措施等优化方案为工程设计提供参考。     

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.     

某大底盘双塔楼结构考虑地基-基础-上部结构共同作用变形分析

复合地基在设计中需要考虑地基和基础及上部结构的共同作用,传统的共同作用分析是将上部结构、基础、地基三者分离开来计算,这种计算模式忽略了三者之间的变形协调。本文首先根据弹性地基上扁球壳实用解答的基本方程,分析了地基-基础-上部结构共同作用变形计算的影响因素;然后结合某大底盘双塔楼复杂高层建筑采用刚性桩复合地基,对上部结构分别按照考虑与不考虑基础结构的影响进行计算分析,并对比了上部结构的整体变形计算指标;最后对建筑物进行地基基础的变形验算,并和变形实测值进行了对比分析。结果表明,考虑地基-结构共同作用后,上部结构基本自振周期延长,结构的变形显著增大,刚重比相应减小;通过变基床系数法使地基基础变形与沉降计算数值基本一致(变形协调),且变形计算值和实测值基本一致。     

深厚软土地基大型浅圆仓上部结构-桩基共同作用下的动态施工过程有限元模拟分析

采用大型有限元分析软件MIDAS—GTS建立反映浅圆仓上部结构动态施工过程的上部结构一桩基一地基共同作用的三维数值分析模型,对施工过程中整体结构及地基的受力变形情况进行动态模拟,通过三维数值分析,得到施工过程中管桩及桩间土的受力情况变化及变形情况,得到其随施工过程中的变化发展规律,为类似工程的设计及施工提供参考。     

某坡地建筑上部结构、地基及基础共同作用的抗震分析

坡地建筑复杂多变,上部结构、地基及基础相互作用、受力复杂,本文采用ANSYS对某坡地建筑进行整体分析,确定其相互影响。通过分析得出各部分在地震作用下的变形及受力特性,对实际结构设计工作有一定的参考价值。     

水平荷载作用下筏板基础共同作用分析

筏板基础是一种常用的基础形式。由于实际建筑物都是由上部结构、基础和地基组成的完整系统,三者之间是相互影响面又共同作用的,在这个完整系统中三者的受力和变形是相互制约的。文章采用SAP2000有限元软件分别分析了在水平荷载作用下筏板基础的非共同作用模型和共同作用模型,对共同作用的影响作出分析有助于使筏板和上部结构的计算更符合实际情况,使实际工程设计更好地兼顾安全与经济。     

招贤大厦地基与上部结构共同作用的沉降分析

对位于邯郸市中心的招贤大厦地基沉降与上部结构共同作用分析研究显示,用有限元方法计算地基沉降能够取得良好的结果。与分层总和法比较,有限元方法更适合计算机使用,能得到复杂条件时的地基沉降计算值及地基土反力分布。分析研究还显示,由于考虑了地基土、基础与上部结构共同作用,在基础筏板的全部弯矩中,整体弯矩占主要部分。整体变形类似锅底状,以底部受拉为主要受力状态,同时与基础相接的框架柱根部有很大的弯矩,设计时要充分注意。     

CFG桩复合地基与钢筋混凝土筏板基础设计

对于高层建筑钢筋混凝土筏板基础设计,通常将弹性地基梁法的计算结果与简化的倒楼盖法计算结果相比较,采用综合取值的设计方法,其核心就是如何提高地基变形计算的精确性。通过对上部结构-筏板基础与地基的共同作用概念及机理的论述和探讨,并在已有实测结果统计分析的基础上,分别对高层建筑CFG桩复合地基和筏板基础的受力和变形原理进行分析,提出CFG桩复合地基与筏板基础设计时,按现有CFG桩复合地基变形计算理论并考虑上部结构-筏板基础-地基共同作用和土层厚度分布影响的CFG桩复合地基变形计算的改进方法。采用该改进方法对某实际工程的CFG桩复合地基变形进行了计算,其计算结果与该工程沉降观测值大小及其分布规律基本一致。     

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。     

大底盘基础结构荷载传递特征及基础设计控制要素

高层建筑大底盘基础结构的荷载、刚度分布不均匀,由差异变形引起的基础结构内力分析工况非常复杂,其内力和变形分析应通过上部结构、基础和地基共同作用分析得到。采用通过模型试验及工程测试结果验证的分析方法研究大底盘基础结构荷载传递特征;对基础结构底板的弯曲、剪切、冲切验算结果进行分析,提出大底盘基础结构设计的控制要素。研究表明：大底盘基础结构由于基础结构外挑,基础整体刚度减弱,使得基础沉降以及地基反力的分布形态与单体结构的有较大区别,应控制主体结构的整体挠度及主裙楼结构的沉降差;地基反力分布呈“盆形”,主体结构核心筒部位的基底反力小于主体结构的平均基底反力值;核心筒部位的结构荷载向主体结构边端柱转移;主裙楼结构相邻处的基础底板弯矩较大;满足冲、剪验算要求的无裙房与无附属建筑的单体建筑筏板基础刚度由核心筒部位的筏板冲、剪控制,而大底盘基础的核心筒、主体结构的外框柱部位的筏板刚度均应加以控制。     

桩筏基础有限元分析设计优化

运用简化的共同作用分析方法,并将采用点弹簧模拟高层建筑下桩对筏板的作用与面弹簧模拟高层建筑下桩对筏板的作用进行对比。通过不同影响因素(有限元网格划分、弹簧属性的选择)分析筏板基础的受力及变形并得出结论以供广大工程人员参考。     

高层建筑与裙房基础整体连接情况下基础的变形及反力分析

通过室内大型模拟试验 ,对高层建筑与裙房在整体连接情况下上部结构、基础与地基的共同作用问题进行了研究。根据试验结果并结合数值计算分析 ,得出了筏基变形和地基反力分布特征 ,指出大底盘框架厚筏体系的工程性质同高层建筑与连接其的第一跨裙房基础是密切相关的 ,并提出了“共同作用的有效范围”的概念。     

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。     

桩距调整对土-桩-上部结构的影响

对某一工程的桩位布置作了多种假定 ,分别作了上部结构 基础梁板 桩 地基 土的共同工作电算分析。从大量的计算分析中 ,探求桩距调整对地基、基础、上部结构所产生的影响 ,并简要阐明其形成的机理 ,从中揭示出有益于设计的结论。     

刚柔组合二元复合地基布桩对结构的影响分析

刚柔组合二元复合地基将竖向增强体复合地基中的柔性桩、刚性桩综合用于加固软弱地基,具有良好的技术优势和经济效益。在考虑上部结构与筏基及二元复合地基三者共同作用的前提下,针对二元复合地基各种不同布桩方式对三者共同作用所产生的影响进行了分析。分析中,上部结构为一个十层的框架结构,筏基为平板式筏基,二元复合地基采用石灰柔性桩和CFG刚性桩两种桩型。在桩总数不变,两种桩数各占一半的前提下,布桩方式采用"内强外弱"、"外强内弱"、"中部强内外弱"、"中部弱内外强"四种。综合四种情况下的竖向增强体桩顶反力、筏基沉降、筏基内力分布、上部结构内力对比表明,各种布桩方式各有利弊,相对而言,"中部弱内外强"的组合方式既可以使筏基沉降减至较低,又能适当减小上部结构及筏基的弯矩值,是一种相对优化的布桩方式。     

裙房框架对大底盘高层框架厚筏基础反力变形的影响

通过简化方法,建立高层建筑与地基、基础共同作用的计算模型,研究了裙房框架对大底盘框架厚筏板基础的变形、基底反力的分布的影响。计算表明,裙房不少于3层时,基础变形和基底反力的扩散范围为主楼外3跨;裙房为2层时,裙房顶层楼板的厚度应大于300mm。     

上部结构、梁板式矩形筏基和地基共同作用解析分析

将弹性地基上的梁板式矩形筏基视为十字交叉梁与平板组合体系,上部结构刚度简化为等效刚度板,采用半数值、半解析方法,通过梁、板、柱以及地基之间力与位移平衡协调分析,可得到考虑上部结构刚度时梁板式筏基与地基共同作用的半数值、半解析解。该方法收敛性较好,未知量少,便于实际应用。算例结果表明,上部结构刚度对梁板式筏基的变形和内力影响显著。工程实例表明,该方法具有较好的适应性,特别是对于常规的岩土工程勘察资料,可采用插值的方法进行地基沉降系数计算。