复杂地质条件桩筏基础设计研究

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1、密级：公开工学硕士学位论文复杂地质条件桩筏基础设计研究StudyonPileRaftFoundationDesignwithComplexGeologicalConditions培养单位：土木工程学院专业：结构工程研究生：张忠想指导教师：刘冬林教授级高工二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材

2、料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：11关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：11导师签名：日期：1

3、1摘要随着经济发展和科学技术的不断进步，建筑领域实现了一次又一次的突破，高层建筑及超高层建筑越来越普及，桩筏基础得到了广泛的使用。桩筏基础因整体刚度大，抗震性能好，是复杂地质条件下高层建筑基础形式的优先选择。本文以阳泉市某小区一高层住宅工程为背景，采用ABAQUS有限元分析软件，对桩筏基础进行了有限元模拟，研究了在上部荷载作用下桩筏基础与地基共同作用的工作性状。主要研究内容和分析结果如下：(1)根据实际工程的上部结构和地质条件，依据现行规范和PKPM分析结果，确定本工程的桩筏基础设计方案。(2)采用有限

4、元分析软件ABAQUS，对初步设计的桩筏基础设计方案进行有限元计算，分析在上部荷载作用下，桩筏基础的沉降、筏板内力、桩顶反力分布规律等。结果表明：由于土层分布不均匀，筏板Ⅰ区沉降很大，而Ⅱ区沉降很小，在筏板Ⅰ区和Ⅱ区交界位置，板顶承受较大的拉应力，角桩和边桩的桩顶反力明显大于内部桩，呈现“马鞍形”分布。(3)改变桩筏基础的筏板厚度、桩长、桩径、桩间距，分析不同布桩参数对桩筏基础筏板变形、筏板内力、桩顶反力和桩土荷载分担比例的影响。分析结果表明：适当的增加筏板厚度、桩长、桩径可以有效地减小基础的不均匀沉降

5、，调整桩顶反力分布，使之趋于均匀，增大桩间距可增加地基土的荷载分担比例，充分发挥地基的承载能力。(4)根据分析得到的规律，提出桩筏基础设计优化方案，建立有限元模型，根据计算结果，与原方案进行对比分析。结果表明：经过优化后，基础沉降、筏板内力和桩顶反力趋于均匀。关键词：高层建筑；桩筏基础；有限元；数值分析；布桩参数AbstractWiththedevelopmentofeconomyandthecontinuousprogressofscienceandtechnology,thefieldofarchi

6、tecturehasachievedbreakthroughs.High-risebuildingsandsuperhigh-risebuildingsarebecomingmoreandmorepopular.Pile-raftfoundationhasalsobeenwidelyused.Thepile-raftfoundationwithintegralstiffnessandwellseismicperformancecanmeettherequirementofbearingcapacityo

7、fsoftfoundation.Basedonahigh-riseresidentialengineeringinaWestDistrictofYangquanProvince,thepapersimulatedthepile-raftfoundationandanalysedtheworkingbehaviorofpile-raftfoundationandfoundationundertheupperloadthroughthefiniteelementsoftwareABAQUS.Themainr

8、esearchcontentsinclude:(1)Accordingtotheupperstructureandgeologicalconditionsoftheactualengineering,followingthecurrentnormsandanalysisresultofPKPM,theprojectofpile-raftfoundationwasdetermined.(2)Throughthefiniteelementana