利用支護(hù)樁抗浮的結(jié)構(gòu)有限元分析.pdf

1、隨著城市建設(shè)以及各種大型公共設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展，地下空間被廣泛的開(kāi)發(fā)和利用，導(dǎo)致地下工程的抗浮問(wèn)題也日益突出，而對(duì)于地下人防工程這類(lèi)自重輕，面積大的地下結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)計(jì)尤為重要。在總結(jié)過(guò)去常用的抗浮措施基礎(chǔ)上，許多巖土工程師與學(xué)者都在大膽探索一些新措施，尤其是資源重復(fù)使用的抗浮新措施，提出了利用支護(hù)樁抗浮的設(shè)計(jì)方案。這一方案雖然有著良好的經(jīng)濟(jì)效益并給施工帶來(lái)了極大的便利，但是支護(hù)樁參與抗浮也可能使主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生受力以及位移的變化，這將嚴(yán)重影響

2、結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。因此，探討利用支護(hù)樁抗浮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響研究具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。
　　本文以某地下人防工程抗浮優(yōu)化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，采用ABAQUS有限元軟件，選取典型結(jié)構(gòu)段作為研究對(duì)象進(jìn)行了數(shù)值模擬，主要工作與結(jié)論如下:
　　(1)對(duì)某地下人防工程抗浮方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并針對(duì)優(yōu)化抗浮方案要求提出了三種主體結(jié)構(gòu)—剪力鍵—支護(hù)樁三者之間的不同連接方式以及采用優(yōu)化方案后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需重新考慮的問(wèn)題。
　　(2)在對(duì)支護(hù)樁

3、與主體結(jié)構(gòu)間不同連接方式下的結(jié)構(gòu)體系的有限元分析后，得到了不同構(gòu)件在不同連接方式下的受力以及位移影響。分析表明:在地下水浮力的作用下，優(yōu)化方案主體結(jié)構(gòu)應(yīng)力普遍增大，特別是頂板，最大應(yīng)力增幅達(dá)50％。因此采用優(yōu)化方案后，結(jié)構(gòu)雖然表現(xiàn)出了良好的經(jīng)濟(jì)性，但是也增加了結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，應(yīng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　(3)通過(guò)對(duì)改變剪力鍵分布密度對(duì)結(jié)構(gòu)性能的研究，認(rèn)為剪力鍵的間隔樁數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程的具體分析或要求來(lái)進(jìn)行確定，考慮到工程的經(jīng)濟(jì)性要求，可以適

4、當(dāng)增大n值，其中剪力鍵間隔數(shù)目在n=2或3時(shí)結(jié)果較為合理;
　　(4)對(duì)樁—土不同約束條件下的結(jié)構(gòu)建立有限元模型，分析了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移變化，認(rèn)為支護(hù)樁采用固定約束時(shí)，主體結(jié)構(gòu)受力并不占優(yōu)。故在支護(hù)樁設(shè)計(jì)時(shí)，在滿(mǎn)足基坑變形設(shè)計(jì)要求的前提下，樁身不宜太長(zhǎng)或剪力鍵間隔樁數(shù)不宜過(guò)于密集，以免達(dá)到固定約束的效果。
　　(5)采用正交設(shè)計(jì)方法對(duì)影響結(jié)構(gòu)受力性能的剪力鍵的連接方式、剪力鍵的分布密度、剪力鍵的高度3個(gè)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn)，得