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非周边约束地下室对上部结构的嵌固作用研究

吴昊  
【摘要】: 地下室的设计是工程技术人员在高层结构设计中经常遇到的问题。带地下室高层结构的嵌固端选择是否合理,直接影响到工程造价,结构的安全性等。 地下室与土的受力机理十分复杂,我国学者对此有一定的研究,提出了一些供设计人员参考的建议。但这些研究主要是针对地下室周边约束的情况,对于地下室非周边约束的情况研究较少。我国现行规范对地下室顶板作为嵌固端给出了适用条件,但带非周边约束地下室的高层结构能否以地下室顶板为嵌固端存在争议。对于这种情况,简单的按照周边约束进行结构分析和设计有可能不安全,应引起重视。因此有必要对非周边约束地下室对高层结构嵌固作用进行研究和分析,为此类工程设计提供建议。 本文首先探讨了当前工程界关于带地下室的高层结构嵌固端选择的几种常用方法,归纳总结了其优缺点,并提出了相应的建议。为了研究地下室单方向嵌固的问题,以福建南平世纪星城结构为工程背景,运用常用工程设计软件SATWE对结构进行分析。本文建立了两个模型进行分析,其中模型一以地下室顶板为嵌固端,而模型二以基础顶面为嵌固端。经过分析计算,本文分别对两种模型在地震作用下的动力特性、变形特性和内力特性等方面的比较,得出了以下结论: 1两种模型在地下室无约束方向的地震作用下动力特性、变形特性和内力特性误差较小,主要是因为地下室在此方向上虽然没有土的约束,但是两侧的挡土墙能够对结构提供足够的抗侧刚度。 2对于地下室单向约束的情况下,为了增加非约束方向地下室的抗侧刚度,可以在不影响结构功能的前提下适当增加此方向的剪力墙数量。 3根据以上分析的结果,本文建立了一个简化的框架结构模型进行初步分析和研究,得出了地下室挡土墙对结构的约束效果及相关规律,即随着挡土墙的抗侧刚度的减小,其对结构约束效果减弱。


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