地基固结对结构-筏板-地基共同作用影响的三维数值分析

不考虑上部结构刚度影响的常规设计方法及共同作用分析的二维方法尚未真实地或全面地反映上部结构-筏板基础-地基的联合工作机理.为此,基于三维Biot固结理论,结合Mohr-Coulomb理想弹塑性模型考虑地基土的非线性特性来反映地基的固结效应,对上部结构-筏板基础-地基共同作用体系进行了三维有限元数值分析.计算与分析表明:当考虑三维空间效应时,地基的固结作用对上部结构-筏板-地基共同作用体系的承载机理与变形协调能力具有显著的影响,共同作用体系中各部分受力变形特性具有明显的时间效应,并且紧密地依赖于超孔隙水压力随时间的变化特征,同时上部结构刚度对共同作用时间效应的影响较为明显.     

土—结构相互作用体系的非线性随机地震反应

对土—结构相互作用体系的非线性进行随机分析,将地震地面运动模拟为零均值平稳高斯过程,建立了土—结构相互作用体系的运动方程.考虑多层剪切型钢筋混凝土框架结构非线性和地基土的非线性以及基础埋深对相互作用的体系反应的影响,把地基土的作用转化为作用在基础边界上的弹簧-阻尼器.算例表明:地基土的非线性特性所造成的层间错动比上部结构非线性特性所造成的层间错动大,也就是说,考虑地基土非线性特性比仅考虑上部结构非线性特性结构体系的破坏更严重.     

上部结构与土体共同作用的影响因素

采用通用有限元软件ANSYS,建立了框架结构、筏基和土体共同作用的分析模型,分析了上部结构尺寸、筏板基础刚度、地基土材料对共同作用体系的影响.通过比较共同作用的分析方法与常规计算方法的结果,研究了结构体系在外荷载作用下,各组件之间的内在联系,得到了地基沉降、反力的分布,以及基础和上部结构的内力变化规律.共同作用的分析结果符合工程实际,最后提出了一些设计建议.     

超高层建筑空间巨型框架的地基、基础、上部结构共同工作的简化振动分析

为超高层建筑空间巨型框架建立了一种新的简化计算模型——半无限大弹性地基-空间杆系-层模型,它由半无限大弹性地基、巨型文克勒弹性地基梁和巨型剪切型弹性地基柱组成（二级框架柱考虑其轴向刚度作为巨型梁的文克勒弹性地基;二级框架梁、柱考虑其弯曲刚度作为巨型柱的剪切型弹性地基）,可同时考虑基础结构和上部结构的刚度变化以及地基的弹性变形.算例计算结果表明,新的简化振动分析模型是合理、可行的,可为超高层建筑巨型框架的整体动力特性分析提供一种可行的简化方法,对此类结构的抗震设计具有指导意义.     

超高层建筑空间巨型框架的地基、基础、上部结构共同工作的简化振动分析

为超高层建筑空间巨型框架建立了一种新的简化计算模型——半无限大弹性地基-空间杆系-层模型,它由半无限大弹性地基、巨型文克勒弹性地基梁和巨型剪切型弹性地基柱组成(二级框架柱考虑其轴向刚度作为巨型梁的文克勒弹性地基;二级框架梁、柱考虑其弯曲刚度作为巨型柱的剪切型弹性地基),可同时考虑基础结构和上部结构的刚度变化以及地基的弹性变形.算例计算结果表明,新的简化振动分析模型是合理、可行的,可为超高层建筑巨型框架的整体动力特性分析提供一种可行的简化方法,对此类结构的抗震设计具有指导意义.     

上部结构与土体共同作用的影响因素

采用通用有限元软件ANSYS,建立了框架结构、筏基和土体共同作用的分析模型,分析了上部结构尺寸、筏板基础刚度、地基土材料对共同作用体系的影响．通过比较共同作用的分析方法与常规计算方法的结果,研究了结构体系在外荷载作用下,各组件之间的内在联系,得到了地基沉降、反力的分布,以及基础和上部结构的内力变化规律．共同作用的分析结果符合工程实际,最后提出了一些设计建议．     

筏板基础在共同作用下的静力效应研究

在实际工程中上部结构、基础同地基是一个统一的有机整体,三者相互联系、相互影响,在共同作用下不同地基条件对基础与上部结构的内力和变形有很大的影响。本论文基于共同作用理论进行了地基、筏板基础和巨型框架结构共同作用力学机理分析,详细论述了力学数值模型特性,并利用有限元分析法进行算例数值计算,得出砂卵石地基对筏板的罚刚度较大,使得筏板在上部结构作用下应力分布不均匀,同时造成上部结构边柱内力较小,而软弱地基对筏板的罚刚度较小,筏板发生了整体弯曲变形,上部框架中产生了不可忽略的次应力,造成上部结构边柱内力较大。本论文所得结论对工程分析与设计提供参考。     

高层建筑箱形基础与地基和上部结构共同工作机理的初步探讨和采用弹性杆的简化计算法

地基、箱基与上部结构相互作用有两个不同阶段.当楼身筑高H_Ⅰ≤0.3L时为第Ⅰ阶段,箱基呈弹性地基梁的作用,当楼身筑高超过0.3L以后为第Ⅱ阶段,上部结构出现“拱效应”,地基出现塑性变形,使箱基中的整体弯曲应力减小. 作者还提出了用“弹性杆”来考虑相互作用影响的简化计算法.     

用最小势能原理求解半空间弹性地基及地基梁问题

将地基梁和地基之间的接触分布力视为地基的外力,并将接触分布力进行离散化,依次加载到地基上,利用弹性力学中的叠加原理,推导出了地基中储存的弹性势能公式,建立了地基和地基梁体系的势能表达式,并利用势能最小原理求解出了地基的位移.所建立的势能公式可作为研究建筑结构与地基共同作用原理的理论基础.     

框架结构与地基基础共同工作的逐次弹性杆法

本文对多层或高层框架结构在天然地基上连续基础考虑上部结构与地基基础共同工作时,提出计算基础内力的弹性杆逐次计算法。
计算模型用弹性杆和刚性杆取代框架柱基础与地基的接触关系。计算方法考虑了柱抗弯刚度的影响、桂轴向变形的影响及结构刚度形成的滞后影响。