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筒体—桩筏基础共同作用的研究

谢霏  
【摘要】: 高层建筑的上部结构、地基、基础处于一个共同作用的完整系统中。而长期以来,工程界普遍采用的方法是将上部结构、基础以及土体分割开来,不考虑各部分之间的刚度联系和变形协调,忽略了基础的变形和位移,从而忽略了上部结构刚度对基础翘曲的限制作用,以及基础的差异沉降对上部结构引起的次生应力,因而在安全性和经济性方面都存在缺陷。 本文采用共同作用分析方法,即把上部结构、地基和基础看成一个彼此协调工作的整体,在满足边界变形的情况下得到各部分的内力和变形。本文结合了大量的工程实例,以大底盘框架厚筏结构形式为研究对象,针对单个和多个塔楼布置于同一个大底盘框架厚筏基上的复杂结构体系,分(1)一个塔楼:结构布置双轴对称,荷载对称的情况;(2)两个塔楼:结构布置双轴对称,荷载对称的情况;(3)一个塔楼:结构布置单轴对称,荷载对称的情況;(4)两个塔楼:结构布置双轴对称,荷载不对称的情况;(5)两个塔楼:结构布置和荷载均不对称的情况等五种组合情况,全面系统地探讨了上部结构—基础—地基相互作用的大跨度基础、基础板变形特征及其基底反力的分布规律。计算结果与现场实测数据吻合,表明了本研究的正确性。 基于大量的计算数据,本文总结出了在荷载作用下,地基的沉降变形规律,塔楼荷载扩散范围,地基基础的变形特征,以及基底反力的分布规律,对高层建筑基础设计中采用共同作用分析方法提出了具体的建议。 本研究的结果将使人们站在一个崭新的、全面的角度来看待高层建筑的上部结构、地基、基础共同作用的问题。为该类建筑框架厚筏基础的设计计算工作提供一个明确的方向,使建设高层建筑决策层可将有限的资金有针对、有重点的投入,有效地缩小计算结果与实际结果的差距。从而为高层建筑在设计、施工中应该注意的问题提供定量分析理论依据,延长高层建筑的使用寿命,不仅给人们创造出更大更好的生活空间,而且会创造出更大的经济效益。


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