上部结构刚度在共同作用下对桩筏基础的影响分析.pdf

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1、2012年5月一■目曩瞄规划与设计上部结构刚度在共同作用下对桩筏基础的影响分析陈虎(广东省建筑设计研究院)摘要：针对四川某L形带裙房高层建筑，利用SAP2000程序建立三维分析模型，采用分层地基模型模拟地基土，引入缝(只压)连接单元，把上部结构、桩筏基础、地基作为一个整体建立一个整体模型，对主楼层数的变化对桩筏基础的影响进行分析，以期获得一些可供其他工程设计参考和借鉴的有益结论。关鲁词：共同作用；结构刚度；桩顶反力；沉降差1工程及地质概况该建筑物，带裙房框架结构，主体上部结构为14层(其中第l层为地下室)。裙房三层，裙房底板与主楼地下室筏板错层，高差3．5m。主楼结构柱截面

2、：O．9×o．9．0．8x0．8，0．75xo．75。0．65x0．65，0．55×0．55．沿高度变化；裙房结构柱截面：0．65x0．65，粱的截面尺寸：0．7x0．3，0．65×0．25。0．65x0．3．柱采用C加混凝土，粱和桩采用C35混凝土。主体结构地面一层层高均为4．5m，地面二层高均为4．0m，其他各层3．3m，裙房一层6．0m。二层层高4．0m。楼板厚度0．12m，主体筏板厚0．3m，裙房底板0．12m。地下室层高5．0m，地下室外墙厚O．3m。筏扳的厚度为0．4m，筏板梁的截面尺寸1．1x0．4，1．5x0．5；桩筏基础，桩的布置一柱一桩，桩为钻孔桩，主楼

3、桩长30m，桩径lm，0．8m；裙房桩长13m，桩径0．8m。2模型(如图l埘圈1模型立面图—n丫丫。旷V从上，、一芦‘圹、I、y、孤。柱一蟛工桩一I萄}房柱卅∥℃’78{：78786啊2庇屡平面殛桩位布置翻(m)2．1模型计算参数(见表1)2．2荷载及边界条件采用静力竖向加载，荷载按规范取值，工况：恒+活。边界条件：地下室侧墙、筏板底与土体接触面法向只承受压力。桩体切向完全接触，即考虑全摩擦。3计算结果分析上部主棱结构分别为3层、5层、7层、9层、11层、13层时的整体结构，分析上部主楼结构在不同层数时桩筏基础的沉降特性、桩项反力的分布变化特征。仅层数变化。其他参数不变。

4、3．1由于结构的不规则性，选取A、B、H轴线上的桩顶沉降量。以图3A轴线上部结构立面图(mJ乞雪移一、鸯：f6226、币Z27、：乇Z28、追缈}z19土DZ20，：如Z21^，pz22了z1D茅、Dzl3，士、D214‘{7擞—溜1鼍=PZl6oZzl·柱hz≮，。物Dz菖’rDz葛DZ，鬃呼c-+DZ日一2。{：1裙房’DZ日一．』桩DZlDZ2DZ3口ZA一10ZA一2oZA一3圈4轴线铺号以爰桩位l柱位)■号囊1模型计算参数E(D(M瞄斗'(kN／mD单元类型备注柱325∞0．224．5杆单元．粱3∞∞O．224_5杆单元楼板、地下室外墙300000．224j壳单元

5、筏板3∞∞0．224．5厚板单元桩30伽0O．2弘5轩单元土层①(粉质粘土)"0．3519lm一小层，总3．5m厚土层②(粘土)13．5o．3520．86节点实2m--d,层，总厚9．5m体单元土层③(稍密卵石)330．35223-5m一小层GAP(逢同隙单元的刚度为：接触面单元)KF-I{X30A8lnh考察主楼与裙房边跨、中跨以及主楼中心区与翼缘区的沉降的变化特征(如圈5-10)由图5,6可知，对于主楼与裙房边跨：①桩筏基础的沉降和桩项反力随上部结构层数增加而增加：②从主楼第3层至以上各层，主楼沉降量和反力曲线基本保持平行，而对于裙房的沉降曲线沿着远离主楼的方向，呈现收

6、缩状．也即随着主楼的层数的增加随着远离主楼而逐渐减弱，而对于主楼的沉降量基本呈直线增加；③结合部位的局部沉降差逐渐减小；④主棱的反力呈马鞍形，且曲线随层数的增加平行增加；⑤裙房的反力基本无变化，相对来说，随着结构层数的增加，主裙楼的桩项反力差增大。由图7-8可知，对于主楼与裙房中跨：①桩筏基础的沉降量和桩顶·23·】J_叶_●●110ll●l-1规划与设计口田E匝2012年5月围5上部结构层数变化时A轴线上桩顶沉降扯一20∞眦厦一3000盯；一1000+1_+5I，：i比lOJ，：+nJ，：—●一3Jz+5K?垃lO‘：+13K图6上部结构层散变化时A轴线上桩顶反力0‘iO

7、汀”霞一30^曼10一50—∞3lo2030Io￡∑一，4打}化fII慝I+13L：囤7上部结构层数变化时A轴线上桩顶反力桩ft(肺：引10腱I+13圳图8上部结构层数变化时B轴线上桩顶反力墨9上颦嫱1日晨数变化时H辅姣上桩顶况哗反力随上部结构层数增加而增大；②从主搂第3层至以上各层，主楼与裙房沉降量和桩顶反力曲线都各自呈现向下凸的形式：③主楼结合部位的边柱反力增加的要慢些。由图9．10可知，H轴线上，对于主楼中心区与翼缘区：①最大沉降量发生在主楼中心区，并且沉降量沿两侧(中心区边缘和翼缘区递减)：②其桩顶反力的变