上部結(jié)構(gòu)—筏板基礎(chǔ)—地基土相互作用的有限元分析.pdf

1、近年來，上部結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-地基相互作用問題的研究已經(jīng)從核電站、高層建筑、水壩擴(kuò)展到大型橋梁、地下結(jié)構(gòu)及生命線工程等眾多領(lǐng)域，相互作用的研究己成為當(dāng)前結(jié)構(gòu)、巖土工程領(lǐng)域關(guān)注的課題之一。由于實(shí)際建筑物都是由上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基組成的完整系統(tǒng)，三者之間是相互影響共同作用的，而在以往的常規(guī)設(shè)計中，將上部結(jié)構(gòu)看成是柱底固定的獨(dú)立結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，不考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基之間的相互作用，與實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力與變形存在較大差異，使設(shè)計的結(jié)構(gòu)不安全或不經(jīng)濟(jì)。因

2、此，如何發(fā)展一種共同作用實(shí)用的、有效的和可靠的理論和數(shù)值分析方法，充分認(rèn)識上部結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-地基共同作用機(jī)理，從而改進(jìn)目前廣泛應(yīng)用的常規(guī)方法，是目前研究的熱點(diǎn)課題。 本文總結(jié)了國內(nèi)外在上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)共同作用分析方面的研究方法和成果，首先，論述了共同作用的作用機(jī)理，分析上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基的剛度形成及產(chǎn)生的影響效果，理論上闡述了上部結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-地基相互作用體系的計算分析模型與分析方法；然后，通過選用合適的二維和三維模型算例進(jìn)行有

3、限元分析，并得出相關(guān)結(jié)論。論文主要進(jìn)行了如下幾個方面的分析工作： 1．通過ANSYS有限元分析軟件建立二維模型，分析在重力荷載作用下，上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基的剛度對相互作用體系內(nèi)力與變形的影響； 2．通過ANSYS有限元分析軟件建立二維模型，分析在重力荷載作用下，筏板基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度、厚度等因素對筏板基礎(chǔ)的受力機(jī)制的影響，得出在進(jìn)行筏板基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，如何合理地選擇筏板基礎(chǔ)地材料的分析。計算結(jié)果表明：筏板基礎(chǔ)厚度與材料型

4、號對筏板基礎(chǔ)的受力性能影響具有一致性，筏板基礎(chǔ)設(shè)計時的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30； 3．通過ANSYS有限元分析軟件建立三維模型，分析上部結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-地基相互作用體系在剛性地基與柔性地基條件下，通過改變上部結(jié)構(gòu)剛度、基礎(chǔ)參數(shù)等因素的情況下進(jìn)行地震譜動力反應(yīng)分析。計算結(jié)果表明：在動力作用下，柔性地基條件下結(jié)構(gòu)變形較剛性地基條件下更明顯，而柔性地基條件下具有內(nèi)力重分布性質(zhì)，而且上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基的剛度的改變對相互作用體系內(nèi)力和變