考慮結構—基礎—地基共同作用和逐層加載的結構內(nèi)力分析.pdf

1、長期以來，由于計算手段的限制，在建筑結構設計時常把上部結構、基礎與地基三者作為彼此離散的獨立結構單元進行力學分析，即常規(guī)結構設計方法。該方法完全忽略了上部結構、基礎與地基沿接觸面(點)上一定程度的相互制約關系和變形連續(xù)性；同時，計算結構內(nèi)力時，通常也是根據(jù)建筑物建造完成后的結構模型進行分析，然后進行結構的承載力計算和正常使用極限狀態(tài)驗算，這又忽略了有些荷載是在結構逐漸形成的過程中逐步施加于結構上的這一事實。為此，本文提出了考慮框架結構—

2、獨立基礎—地基共同作用并逐層施加豎向荷載的思想，進而建立了框架結構—獨立基礎—地基共同作用的力學模型，最后通過ANSYS軟件予以實現(xiàn)。 為了進一步說明和檢驗本文建立的考慮框架結構—獨立基礎—地基共同作用的力學模型的合理性，又建立了與框架結構—獨立基礎—地基共同作用模型相同條件的常規(guī)計算空間模型；同時，為了進一步說明逐層施加豎向荷載的優(yōu)越性，本文對上述兩種模型均分別進行了逐層加載和一次加載的計算分析，進而研究了框架結構—獨立基礎—

3、地基共同作用模型與常規(guī)計算空間模型的上部結構變形及各構件的內(nèi)力差異，以及上述兩種模型分別采用逐層加載和一次加載時上部結構變形及各構件的內(nèi)力的差異。 通過計算分析，得出以下結論：在結構型式、豎向荷載均對稱的情況下，共同作用模型與常規(guī)計算空間模型均采用一次加載法時，按兩個模型計算的上部結構節(jié)點豎向位移Uy差別較大，共同作用模型的柱軸力有向邊柱、角柱轉(zhuǎn)移的趨勢，支座彎矩有向邊支座轉(zhuǎn)移的趨勢；共同作用模型與常規(guī)計算空間模型均采用逐層加載

4、法時，較一次加載法算得的|Min(Uy)|大，按照共同作用模型算得的底層以上各層角柱、邊柱軸力值均有不同程度的減小，而中柱軸力值有不同程度的增大，而且愈往頂層，增幅愈大，梁的邊支座彎矩值有所增大，中支座彎矩值則有所減小，并且部分支座彎矩值出現(xiàn)反號現(xiàn)象；而按常規(guī)計算空間模型算得的角柱、邊柱軸力值均有不同程度的減小，中柱軸力值有不同程度的增大，而且愈往頂層，增幅愈大，梁的邊支座彎矩值增大，中支座彎矩值減小。分別應用逐層加載法和一次加載法算得

5、的框架結構—獨立基礎—地基共同作用模型的基礎的最終沉降量差別不大，地基沉降值并不隨施工層數(shù)的增加而成比例的增長，而是當樓層增加到一定層數(shù)時就表現(xiàn)出一定的非線性關系。上述計算結果充分表明：在建筑結構設計時，按照上部結構—基礎—地基共同作用的整體分析方法進行設計可以更好地反映建筑結構的實際變形特征以及受力情況。 本文以考慮框架結構—獨立基礎—地基共同作用并逐層施加豎向荷載的思想為基礎，應用ANSYS程序?qū)蚣芙Y構—獨立基礎—地基共同