文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
桩筏基础共同作用分析及变刚度调平设计
姓名:闫石
申请学位级别:硕士
专业:岩土工程
指导教师:张鸿儒;朱春明
20071201
中文摘要桩筏基础具有整体性好、竖向承载力高、基础沉降小、调节不均匀沉降能力强等特点,同时可以承受风载或地震作用引起的巨大水平力,抗倾覆能力强,从而成为目前高重建筑物或软土地基上建筑物常用基础形式。,特别是弹性理论法建立桩土刚度矩阵,引入了以α馕;〉募扑惴椒ā从而将分层地基土与桩基础共同作用的整体刚度矩阵用程序生成。在此基础上将其嵌入到中淖せ∮邢拊<扑隳?橹校纬闪说岳砺鄯ǘ宰筏基础进行分析的完整程序。运用以上的程序,本文对桩筏基础的内力与沉降这两个在桩筏基础设计中起决定性作用的控制标准作影响因素的分析。运用本文分析方法和计算程序,对实际工程进行了桩筏基础变刚度调平优化设计,与传统布桩方式进行比较,体现变刚度调平设计的可行性和正确性。关键词:桩筏基础,共同作用,弹性理论法,α猓涓斩鹊髌剑呕分类号:设计
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钟彤攀签字日期:矽印;声∥签字目期:年/氯缛学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名:导师签名:
签字日期:≯一辏T挛同磊独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:立童塑盔堂亟±堂僮监塞垫剑:匡重塑
致谢本论文的工作是在我的导师张鸿儒教授以及中国建筑科学研究院软件所的朱春明研究员的悉心指导下完成的,张老师和朱老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来两位老师对我的关心和指导。张鸿儒教授悉心指导我完成了在交大的学习和科研工作,在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助,在此向张老师表示衷心的谢意。朱春明研究员对于我在中国建筑科学研究院实习期间的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见,在此表示衷心的感谢。还要感谢中国建筑科学研究院的张志宏老师、边宝林老师,他们对我论文撰写过程中的开题和编程工作都给予了很大的帮助。在两年多的学习及撰写论文期间,张荣、艾虎等同学对我论文中的有限元建模研究工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。另外,也感谢家人和周围的同学、朋友,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。
髀概述桩基础作为一种历史悠久的基础形式,在土木工程中应用非常广泛。从古代的木桩开始发展到现在的钢筋混凝士桩基础,随着人类社会的发展和经济的进步、科技的提高,桩基础形式也在逐渐的发展变化,以满足建筑物的需要。桩筏基础是常用的地基基础形式之一。桩筏基础具有整体性好、竖向承载力高、基础沉降小、调节不均沉降能力强、较之桩箱基础有更加开阔的内部空间的特点,同时可以承受风荷载或地震作用引起的巨大的水平力,抗倾覆能力强,目前已经成为高重建筑物或软土地基上建筑物常用的基础形式。采用桩筏基础,目的就是提高建筑物地基承载力和控制建筑物沉降。在深厚软粘土建造高层建筑物中,控制沉降尤其重要,特别是带裙房的高层建筑物,主楼和裙房的不均匀沉降比较普遍。但如果一味以增加用桩量和筏板厚度来控制建筑物沉降,会造成不必要的浪费。因此,如何在提高承载力和控制沉降之间找到一个契合点,是设计工作的重点。此外,桩与筏分担荷载的比例、沉降分析也是当前在高层建筑桩基础的设计中,多数采用均匀等长、等直径布桩、即等刚度设计。沉降实测表明,尽管桩数不少,但沉降实测表明,尽管桩数不少,但碟形沉降仍不可避免,特别是框剪、框筒、筒中筒结构更明显。碟形沉降是导致基础内力和上部结构次应力增大、板厚与配筋增多的根源。因此,充分合理发挥桩土的承载作用,克服和减小差异沉降成为高层建筑基础设计优化的目标。现行的常规设计方法中,在上部结构设计时将基础假定为绝对刚性体,即不存在差异沉降;而对基础的设计则直接将上述结构设计方法得到的结构力作为作用在基础上的荷载,并假定地基反力按某种规定的方式分布;在桩基的设计中假定荷载全由桩承担,平均分配在各桩上。目前工程界普遍采用的设计方法仍然是把上部结构、基础和地基隔离开来分别考虑