刘景亮[1]2003年在《超高层筒中筒建筑上部结构的原位测试与施工力学分析》文中认为近几年来，随着国内外高层建筑越建越高，结构形式也越来越复杂。如何高效、准确地对这些复杂结构体系进行内力分析，已成为我国高层建筑领域亟待解决的问题。传统的结构分析是按照一次加载模式进行的，而施工阶段的钢筋混凝土结构是形状、材料性质以及所承受的荷载均随时间变化的时变结构。施工阶段结构受力与按传统方法计算的结果有很大的差别。 本文介绍了土木工程施工力学研究的基本理论，分析了混凝土的依时变形特性及其对施工阶段上部结构受力的影响，并研究了施工阶段高层及超高层建筑结构的荷载、抗力的时变特性及“刚度迟后”现象。 以超级元理论为基础，本文建立了高层筒中筒结构的简化施工力学计算模型，提出了“超级元-子结构有限元耦合法”。利用Ansys有限元程序对超高层筒中筒结构的施工过程进行了数值模拟，并结合一超高层建筑上部结构原位测试结果对施工过程中上部结构的受力进行了分析。分析表明：外框筒、剪力墙内筒以及内外筒之间均存在明显的“拱效应”，使结构中发生内力重分布。因此笔者建议在实际工程设计中采用合适的有限元软件考虑上部结构与地基、基础的共同作用对超高层建筑结构进行全过程的施工力学分析以作为设计的依据。
张琪玮[2]2005年在《超高层筒中筒结构静、动力共同工作研究》文中研究指明地基、基础与上部结构共同工作是国内外广为开展的一项研究课题,但对共同工作引起的内力变化更为敏感的超高层筒中筒结构却研究不多。论文采用理论分析、数值模拟和工程实测相结合的方法,围绕超高层筒中筒结构静、动力共同工作问题开展了较为系统深入的研究。主要内容包括: (1) 以研究超高层建筑的共同工作机理为目的,对陕西省电信公司网管中心大楼进行了地基、基础与上部结构动静力共同工作的全面现场测试。对建筑物的地基沉降、桩顶反力、筏板内钢筋应力、桩土荷载分担比以及建筑物的自振特性等进行了实时监测。通过对测试结果的分析,研究了超高层筒中筒结构考虑地基、基础与上部结构共同工作的内力变化规律。 (2) 基于子结构法提出了竖向荷载作用下考虑地基、基础与上部结构共同工作的内力计算方法。建立了能够考虑厚板中剪应力引起的横向变形及筏板配筋对筏板整体刚度影响的筏板基础分层厚筏模型;基于Drucker—Prager屈服准则建立了地基的弹塑性计算模型;提出了一种能在子结构法中考虑桩土共同工作的“二次迭代法”,将桩土界面接触的非线性迭代与共同工作体系的整体内力分析分开进行,既可以考虑竖向荷载作用下桩与桩间土之间的非线性接触状态,又不会增加整个体系的自由度数量。 (3) 对网管中心大楼进行了竖向荷载作用下结构内力的数值模拟计算,将建筑物整体沉降、桩顶反力、筏板内力以及桩土荷载分担比的计算结果与实测结果进行了对比分析,验证了所建立计算方法的合理性。同时,通过对桩顶反力计算结果的分析,对筒中筒结构桩基础的布置提出了建议。 (4) 提出了多遇地震作用下共同工作体系弹性动力反应的有限元/边界元耦合分析方法。将共同工作体系分成近场区域和远场区域,以分域特解边界元模拟半无限的远场地基;对于近场区域,建立了桩-土体系的简化计算模型以及基础和上部结构构件的有限元刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。对远场区域的等效
庞伟聪[3]2003年在《超高层筒中筒结构桩土共同工作的原位测试分析与研究》文中研究指明本文采用有限元法分析计算了超高层筒中筒结构桩土的共同工作。地基土采用分层地基模型，桩土界面采用接触单元处理，上部结构采用子结构法处理。对竖向荷载作用下的空间筒中筒结构、桩筏基础和地基进行了叁维有限元分析。研究整体结构和单片墙结构在上部结构刚度、桩端土强度、桩长、桩径、桩距、筏板厚度、筏板外挑宽度等影响因素变化时的桩顶反力分布规律、桩筏荷载分担比、桩基沉降和差异沉降规律。同时，结合现场原位实测研究及分析，进行了理论计算结果与现场实测结果的对比以及整体结构和单片墙结构共同工作性状的对比。本文提出了外疏内密的布桩方法和沉降控制优化方法，并就常规桩筏基础设计提出建议以及给出了桩筏荷载分担比计算公式。
陈杰[4]2003年在《高层建筑上部结构、厚筏基础与地基共同工作的分析与研究》文中研究表明随着高层建筑越建越高，采用筏形基础或桩筏基础时，筏板的厚度也不断增大。由于工程界中对于厚筏基础缺少研究，不了解其具体的受力特性，在厚筏基础设计方面缺乏成熟的设计理论和计算方法，厚筏基础仍按常规筏基的设计方法进行设计，往往造成筏板过厚，使基础造价过高，产生很大的浪费。 本文根据高层建筑上部结构、基础和地基共同作用的基本原理，提出一种厚筏基础的计算方法，考虑了多种因素影响，比较符合基础的实际受力状况。然后，通过建立结构模型，用数值计算的方法研究了上部结构、筏板厚度、地基压缩模量、筏板悬挑宽度和筏板砼等级五个因素对基础沉降、基底反力和筏板内力的影响，分析了厚筏基础的基本受力特性。另外，通过对一超高层建筑桩(厚)筏基础进行原位实测，取得了比较完备的实测资料，分析了基础沉降的特点和桩顶反力、桩间土反力和筏板钢筋应力的分布特点和规律，同时用有限元法进行了近似计算，与实测结果基本吻合。 本文对筏形基础提出了“外弱内强”的地基方案，对桩筏基础提出了“外弱内强”的布桩方式，从理论上这两种方法可以使筏基达到优化设计的目标，直接结果使筏板可以大大减薄，降低基础造价。
张俊发[5]2005年在《高层建筑考虑土—桩—结构相互作用的静动力研究》文中研究指明高层建筑结构体系复杂、体量庞大、重量巨大,如建造于软土或深厚十层地基之上,再沿用传统的刚性基础假定,不考虑上下部的相互作用影响则不甚合理,会和实际情况有较大的出入。上部结构、基础同地基是一个统一的有机整体,叁者相互联系、相互影响。静力相互作用需合理地考虑地基的柔度影响,而动力相互作用除此之外,还需考虑地基的无限性、质量、阻尼等因素的影响。近些年来,超高层建筑迅速发展,高度不断增加,类型愈加丰富,结构体系更加多样。相互作用问题愈显突出。上下部相互作用已是许多重大工程中一个不可回避的关键科学问题。 对高层建筑、基础与地基相互工作现场测试是主要的研究手段之一。目前国内对相互作用进行的现场测试还不多。而在黄土地区相互作用的现场测试是空白,作者及其合作者对西安地区的一座超高层建筑一陕西省邮政电信网管中心大楼进行静动力相互作用的现场测试填补了这个空白。 有限元法是目前上下部相互作用研究中最有效的数值计算方法,用其分析时,需要离散的区域常常很大,如果将桩和土体分别划分单元,所需要的单元数量巨大,常常会因受到计算机软件或硬件的限制,使分析难以进行。因此必须对一些基本问题进行深入研究,认识受力特性与机理,正确地抓住问题的本质,简化分析方法,使该方法能充分把握和体现问题的主要特性,进而建立基于有限元分析的宏观模型。提高有限元用于上下部相互作用分析时的模型化能力与可操作性。开展这些工作是本文主要内容之一。 本文以实际工程项目—陕西省邮政电信网管中心大楼为背景,进行静动力相互作用的现场测试;在对单、群桩受力与变形进行深入研究的基础上,将群桩基础视为复合材料,建立了有效的宏观分析模型,并基于ANSYS进行了计入相互作用情况下结构的静力和动力分析研究。本文主要研究内容及结论如下: (1) 建立地基基础模型,对单、群桩进行有限元弹塑性模拟,并结合相关工程的试桩结果,深入地分析了单、群桩的受力机理和变形规律。为简化计算和等效处理奠定了基础: (2) 将群桩基础中桩—土体系作等效连续化处理,视为一种复合材料,本文首次建立了桩土复合体材料的本构关系和等效复合体模型。结果表明等效复合体模型很好地反映出群桩基础的传力机理,这样大大降低了有限元分析的难度,为利用大型通用有限元分析软件分析超高层建筑的上下部相互作
参考文献：
[1]. 超高层筒中筒建筑上部结构的原位测试与施工力学分析[D]. 刘景亮. 西安建筑科技大学. 2003
[2]. 超高层筒中筒结构静、动力共同工作研究[D]. 张琪玮. 西安建筑科技大学. 2005
[3]. 超高层筒中筒结构桩土共同工作的原位测试分析与研究[D]. 庞伟聪. 西安建筑科技大学. 2003
[4]. 高层建筑上部结构、厚筏基础与地基共同工作的分析与研究[D]. 陈杰. 西安建筑科技大学. 2003
[5]. 高层建筑考虑土—桩—结构相互作用的静动力研究[D]. 张俊发. 西安建筑科技大学. 2005
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