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摘要：工程界对于筏板基础研究较少。本文研究了空间框架---筏板---地基共同作用时筏板基础的受力和变形性能，并采用有限元方法完成三维模型的数值分析，对筏板基础的优化设计进行了分析，从理论上使筏基达到优化设计的目标。
关键词：多因素作用；高层建筑筏板基础；筏板厚度；有限元法
由于人们对筏板基础的受力机理的模糊和设计方法的不清晰。在实际工程设计中会产生筏板基础的厚度相差悬殊的情况发生，因此需要迫切解决筏板基础的研究。
本文采用有限元法，对地基土等三部分所组成的体系进行共同作用分析。并利用非线性分析方法，分析在不同情况下，筏板基础的受力状态，选择一个合理选取筏板基础厚度的方法。为筏基的设计提供参考。
一、有限元方程的建
1、地基模型的建立
本篇文章用winkler地基模型。根据该理论，地基土受压被看作是许多彼此不相连接的弹簧体系受压。
2、建立地基刚度矩阵
高层建筑物的荷载一般较大，而且地基土具有弹塑性性能，且是层状结构，可将地基土看作是连续介质模型，采用弹性力学中的弹性半空间。
二、筏板基础的优化分析
首先，增加土方开挖量。实际操作中，板厚大部分超过所需的一倍，平均向下开挖平均1m，随着发展，建筑物占地面积逐渐增大，大批量的土方开挖、运输都是不能忽视的成本因素；其次，增加混凝土的浇筑工作量。挖空的地方需由筏板的混凝土填充，也就增加了混凝土的浇筑量，而板厚的增加也导致施工难度增加以及水化热的增加；最后，增加筏板构造钢筋。由于板厚增加，即使以筏板配筋率为0.15%来考虑，也将导致钢筋量增加一倍，这也将造成很大的浪费。
三、结 语
首先，根据高层建筑上部结构、基础和地基共同作用的基本原理，提出一种筏板基础的计算方法，考虑了多种因素影响，比较符合基础的实际受力状况。
其次，混凝土强度和厚度对筏板基础的受力性能的影响具有一致性；混凝土强度对筏板基础的受力性能的影响与厚度的影响相比相对较小。
再次，混凝土强度变化同时引起差异沉降和弯矩变化，在强度等级为C30以后明显变缓。由于再提高混凝土强度等级，对筏板基础的性能的改善大大减小，因此混凝土采用C30-C40 是较为经济的选择。
最后，利用非线性分析方法，分析筏板基础在不同情况下的受力状态，选择一个合理选取筏板基础厚度的方法。从筏土刚度比与差异沉降和弯矩的关系，按差异沉降为 0. 001L（L≥4 m）确定筏板基础的厚度，能够满足工程实际的需要，又能比较经济、合理。
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论文作者:王宇
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/3
标签：基础论文; 地基论文; 厚度论文; 混凝土论文; 受力论文; 方法论文; 强度论文; 《建筑模拟》2018年第26期论文;