變剛度剛性樁復(fù)合地基在地震作用下的性狀分析.pdf

1、高層建筑中地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的問題，特別是在土質(zhì)較差的地區(qū)，隨著建筑高度的增大，上部荷載逐漸增加，會(huì)引起地基基礎(chǔ)的不均勻沉降，使得基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的內(nèi)力，這對(duì)于基礎(chǔ)的合理設(shè)計(jì)提出很大的挑戰(zhàn)。針對(duì)以上問題，設(shè)計(jì)師提出變剛度剛性樁復(fù)合地基調(diào)平的概念，通過調(diào)整地基或者樁基的豎向支承剛度分布，促使差異沉降減到最小，基礎(chǔ)或者承臺(tái)內(nèi)力和上部結(jié)構(gòu)次應(yīng)力顯著降低。同時(shí)使地基基礎(chǔ)達(dá)到承載力和抗震要求、降低工程造價(jià)的綜合效果，目前已在實(shí)際工程中

2、逐漸推廣。本文采用土體-上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的方法，基于ABAQUS有限元分析軟件，對(duì)變剛度剛性樁復(fù)合地基-基礎(chǔ)筏板-上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體有限元?jiǎng)恿r(shí)程分析，分析總結(jié)變剛度剛性樁復(fù)合地基抗震性能和上部結(jié)構(gòu)地震動(dòng)力響應(yīng)的變化規(guī)律。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)剛性樁復(fù)合地基動(dòng)力分析的方法進(jìn)行探討，基于ABAQUS對(duì)復(fù)合地基-筏板基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)整體有限元模型進(jìn)行建立，并對(duì)建模過程中樁-土-上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的關(guān)鍵性問題進(jìn)行探討。⑵通過采

3、用分塊Lanczos法對(duì)整體模型進(jìn)行地震模態(tài)計(jì)算，得出:隨著復(fù)合地基筏板兩側(cè)豎向支承剛度的減小，體系對(duì)應(yīng)的陣型固有頻率減小，固有周期增大。⑶對(duì)變剛度剛性樁復(fù)合地基的調(diào)平原理進(jìn)行初步分析，在自重荷載作用下，基礎(chǔ)筏板沉降呈現(xiàn)碟形分布特性，表現(xiàn)為中心沉降較大，邊緣沉降較小的特點(diǎn);經(jīng)過變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)筏板基礎(chǔ)能夠進(jìn)行有效的調(diào)平，減小差異沉降，降低內(nèi)力。⑷采用時(shí)程分析法對(duì)剛性樁復(fù)合地基變剛度調(diào)平前后樁體的地震動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析。變剛度調(diào)平前，

4、邊樁的最大彎矩、最大軸力和相對(duì)水平位移均大于中間樁;變剛度調(diào)平后，長(zhǎng)樁的彎矩和水平位移遠(yuǎn)大于短樁，長(zhǎng)樁彎矩有多個(gè)峰值，最大彎矩發(fā)生在復(fù)合地基變剛度處，故要加強(qiáng)邊樁和樁身變剛度處的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。⑸采用時(shí)程分析法對(duì)剛性樁復(fù)合地基變剛度調(diào)平前后基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析。在地震水平力作用下，調(diào)平前后筏板基礎(chǔ)的差異沉降和內(nèi)力均增大，二次差異沉降和基礎(chǔ)內(nèi)力隨著筏板兩側(cè)豎向支承剛度的減小而增大;上部結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)力響應(yīng)隨著筏板兩側(cè)豎向支承剛度的