对“上部结构-筏-桩-地基共同作用分析的新方法”一文的讨论

<正> 上部结构-筏-桩-地基共同作用分析是工程界极为关注的课题,文献[1]将筏基作为一个整体板,设计一种位移模型,然后根据上部结构柱结点、桩土结点施加在筏基上的作用力,应用势能原理建立共同作用分析的基本方程,求解得到待定位移参数,从而求得上部结构柱结点和桩土结点反力、筏基的内力和应力。该法较一般有限元分析方法自由度减少,节约计     

上部结构-筏-桩-地基共同作用分析

本文提出一种改进的、能够满足筏基自由边界条件的位移模式，用以分析上部结构-筏-桩-地基的共同作用。数值计算表明，该位移模式有很好的收敛性，特别适用于纯桩-筏基础，能大大减小计算工作量。     

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。     

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。     

框架结构-筏基-土体共同作用数值模拟分析

上部结构-基础-地基之间相互作用和共同工作问题的研究长期以来是土木建筑工程中非常重要的课题之一.本文采用ANSYS10.0,建立了九层框架结构、筏基和土体共同作用的有限元模型,通过数值模拟计算,比较了共同作用的分析方法与常规计算方法的结果,揭示出结构体系三部分间的相互作用影响和内在联系,研究了地基沉降和基底反力的空间分布,以及基础和上部结构的内力重分布规律,为改进实际结构设计的安全、经济性提供依据.     

框架、筏基和土系统共同作用机理的探讨

本文采用不同的上部结构截面刚度,不同的筏基厚度和不同的有效应力弹性模量来探讨置于非均质土层上的筏基空间框架结构对共同作用分析的影响。通常,对置于非均质土层上筏基空间框架结构的共同作用分析需大容量的电子计算机,费用十分昂贵。本文采用了非常经济的简化方法。此简化方法是由金（King）和本文作者姚在英国“结构工程师”（The Structural Engineer）杂志一九八三年九月刊所介绍的。文中分析了一典型结构,得到了一些对设计非常有用的结论:第一,当上部结构的截面刚度改变时,对地基的沉降差影响很小,而对上部结构本身内力则影响很大。第二,适当改变筏基的刚度,对基础的沉降差和上部结构内力均有较大的影响。但不适当地增加过多,则影响很小,相反造成经济上的不合理。随筏基厚度的增加,筏基中的内力增加很大。第三,当土的有效应力弹性模量变化时,对建筑物的总沉降影响很大,但对上部结构和筏基中的内力及沉降差则影响很小。     

高层建筑上部结构-桩-土共同作用特性的分析与研究

为了全面认识上部结构 -桩 -土共同作用结构的受力机理以及地震作用下的受力行为及抗震性能 ,寻求高层建筑设计的合理性 ,对在共同作用下上部结构动力特性进行了分析。采用时程分析进行了上部结构共同作用的地震反应计算 ,利用解析法、差分法对上部结构及基础进行了共同作用与非共同作用下计算内力的比较 ,提出了在实际设计中高层结构应注意的问题 ,为上部结构设计提供理论依据。     

上部结构刚度改变对桩-土-杆系结构动力相互作用的影响

采用改进的Penzien模型 ,利用研制开发的桩 -土 -杆系结构动力相互作用分析程序DIPSFSA ,对带支撑和不带支撑的钢框架均按刚性基础和考虑桩土参与作用两种情况进行地震反应分析 ,研究上部结构刚度改变对桩 -土 -结构动力相互作用的影响。结果表明 ,在Ⅲ、Ⅳ类场地土条件下 ,无论上部结构是否加设支撑 ,桩土参与共同工作对上部结构地震反应均有不容忽视的影响 ,且上部结构相对于地基的刚度越大 ,桩 -土 -上部结构之间的共同工作效果越明显。从而说明 ,软土地基上结构刚度越大 ,结构不一定越安全。     

高层建筑结构-桩-土共同工作空间分析

本文研究了目前尚不成熟的高层建筑结构-桩-土共同工作的空间问题。从计算应力系数着手,考虑桩-土之间的相互作用,计算土变形;运用导得的计算地基应力系数的解析式,极大地提高了计算速度和精度。推导了体系共同工作方程,并研制了通用程序,使较大型的高层建筑结构-桩-土共同工作空间分析成为现实。本文还分析了上部结构逐层施工、承台刚度变化、土层变化、桩距变化等情况对沉降、承台内力、桩顶反力、上部结构内力的影响,并获得了该体系规律性的结论。     

海口双子塔-南塔桩-筏基础设计与研究

海口双子塔-南塔超高层建筑采用桩-筏基础,其上部结构传力复杂、水平及竖向荷载大、内筒与外框地基差异变形及群桩效应明显,基础设计难度大。分析研究了桩-筏基础设计中单桩承载力特征值取值、超高层塔楼核心筒与巨柱间的差异沉降控制、水平荷载影响等关键问题,总结了巨型外框-核心筒超高层结构桩-筏基础的设计要点。基于承载力及变形控制要求比选了3种不同的基础设计方案,结果表明采用变刚度调平设计方法有效地减少了不同区域的差异沉降,桩身承载力满足要求,经济指标更优。     

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。     

Comparative study of load distribution ratio of various piled raft foundations based on coupled stiffness matrix

Load distribution ratio of piled raft foundation was investigated based on an interactive foundation analytical method that considers the coupling effect between the stiffness of the superstructure, the piled raft, and the soil. Series of numerical analysis was performed to verify the proposed analytical routine in comparison with various methods and field measurements. Through the comparative studies between various piled rafts with different aspects, it was found that the proposed analytical method derived accurate results in structural response compared with actual field data, in settlement, load distribution ratio, and raft bending moment. And it was also found that the proposed analytical method was capable of considering interaction between superstructure and foundation in predicting the behavior of building structures. As a result, it was found that in most cases, the pile in the piled raft foundation supports a majority portion of the structural load. However, for cases where the length of the pile was short and acts as a short column, the load distribution ratio between raft and pile may be overturned and shows significantly different behavior and load distribution ratio.     

可控刚度桩筏基础桩土共同作用的工程实践

端承型桩等支承刚度较大的桩基础,在正常工作荷载作用下,桩顶较小的竖向变形无法保证桩土共同作用的实现,这可能导致良好的天然地基承载力得不到充分利用,造成极大的浪费。介绍的典型工程成功解决了支承刚度较大的桩基础难以实现桩土共同作用的问题,同时还实现了桩筏基础的变刚度调平,通过对工程设计及数值分析过程的详细论述与描写,并将现场测试数据与分析结果进行对比分析,验证可控刚度桩筏基础应用于该项目的合理性与可靠性。数值分析及现场实测结果显示,本工程采用可控刚度桩筏基础后,建筑物总沉降和差异沉降均满足设计要求,地基土分担了上部结构63%的的荷载,桩基数量大幅度降低,减少了高能耗建材的使用和桩基施工对周边环境的影响,取得了显著的经济效益和社会效益。本工程可控刚度桩筏基础实施所取得的相关经验与成果可供类似工程借鉴与参考。     

黄土地区高层框剪结构-桩筏-地基的共同工作

通过对黄土地区高层建筑的单桩静载试验结果和工程桩受力及筏板承受反力的原位实测结果进行分析研究 ,阐述了黄土地基中钻孔灌注桩的受力特性 ,揭示了工程桩桩顶荷载和筏底土压力的大小及其分布规律。实测表明 ,筏板与其下黄土之间存在着较大的接触压力 ,群桩与桩间土共同承担着建筑物的总荷载。本工程中桩间土分担荷载高达 2 8.6 %。还分析了筏底土压力的分布机理 ,探讨了影响桩间土分担荷载作用的因素。另外 ,还讨论了高层建筑裙房下桩体出现拉力的原因     

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。     

自适应调节下广义复合基础设计方法与工程实践

差异沉降是导致基础内力和上部结构次应力增大、基础板厚与配筋增加的根源,因此,保证筏板的零差异沉降是建筑物结构体系保持最优状态的根本措施,而实现这一措施最有效的方法就是合理布置与调整地基与桩基的支承刚度。另外,端承桩基础如何充分利用良好的地基土承载力仍然是桩土共同作用理论应用的一大难题。为此,专门研制了置于桩顶的变形调节器,并报导了它的构造和工作特性,通过它对桩土支承体系支承刚度进行人为干预下的自适应调节,提出了广义复合基础的设计方法。一项工程实践表明:本方法不仅成功解决了上述问题,而且取得了良好的经济效益。     

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。     

筏式和箱式承台弯矩的计算

本文通过现场测试以及高层建筑桩筏和桩箱基础的共同作用分析,提出了高层建筑桩筏(箱)基础底板的厚度、相对弯曲以及整体弯矩的确定方法。文中还给出了基底反力的统计值,角桩反力、边桩反力与桩的平均反力的比值的统计值,以利设计人员的使用。     

桩筏基础的新型分析方法

实际工程中 ,桩筏基础的平面形状、桩的布置方式多种多样。本文针对具有非规则形状筏板、非均匀布桩的桩筏基础 ,采用筏基无单元方法[1] 对筏板进行模拟 ,以桩与桩、桩与土相互作用的新模型[2 ] 为基础 ,建立了层状地基上桩筏基础与地基共同作用的一种新型分析方法。该方法便于布桩优化分析 ,并可进行桩与土相互作用的非线性分析。工程实例计算和分析表明 ,该方法是合理可行的 ,并具有较好的实用性和可靠性