浅论高层建筑与地基基础共同作用理论分析与设计方法研究

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1、中国石油大学硕士研究生学位论文华东高层口卜==同，石建(申请工学硕士学位)筑与巩匀地基基础共同作用理论分析与设计方法研究学科专业：岩土工程培养方向：岩土结构工程硕士生：王丽艳指导教师：孙秀竹副教授入学日期：2004年9月论文完成日期：2007年4月高层建筑与地基基础共同作用理论分析与设计方法研究王丽艳(岩土工程)指导教师：孙秀竹(副教授)摘要随着我国高层建筑的大量兴建，片筏基础以其能提供较大的地下空间等优点成为主要的基础形式之一。高层建筑的上部结构、基础与地基处于一个共同作用的完整系统中，而长期以来，

2、工程界普遍采用的常规设计方法将三者分割开来，不考虑各部分之问的刚度联系和变形协调，在安全性和经济性方面都存在缺陷，因此改进高层建筑设计方法刻不容缓。由于共同作用问题本身的复杂性，其分析研究具有较高的工程应用价值。本文主要从共同作用的受力性能着手，进行了以下几方面的研究：首先，简单介绍了高层建筑上部结构、基础和地基共同作用的基本计算理论、地基模型的选择以及模型参数的确定，并在现有有限元理论的基础上探讨了上部结构、片筏基础以及地基的合理模拟方法。然后，根据共同作用的基本原理，建立有限元模型，用数值方法研究

3、了上部结构刚度、筏板厚度、地基压缩模量、裙房面积等因素对结构的影响，分析了水平风荷载作用下结构的基本受力特性，并与常规设计法进行比较分析，证明共同作用方法在框架结构设计中更安全、经济。最后，采用常规设计与共同作用两种方法，对东营市某高层建筑进行比较分析，调整筏板厚度和桩数，以使设计最为经济合理。同时进行原位测试分析，总结加荷过程中的沉降变形规律，以对比和修正有限元的计算结果，就类似东营地区带裙房高层建筑的设计提出一些有价值的建议。关键词：高层建筑，片筏基础，共同作用分析，有限元，沉降规律i{Theor

4、eticalAnalysisandDesignMethodResearchofThUBuilding-Foundation—SoilwiththeInteractiveMechanismWANGLi—yah(Geoteehnicalengineering)DirectedbyProfessorSUNXiu—zhuAbstractAlongwiththelargelyconstructingoftallbuildingsinourcountry，raftfoundationbeAx)mesoneofth

5、emainformoffoundationforhi曲一risebuilding，becauseitcanoffergreatundergroundspace．Threeparts，superstructure，foundationandsoilinhJigll一risebuildingsareinafullsystem、^rithinteraction．Foralllong，however，tlleyhavebeendividedinroutinedesignthmismkenatlargebyen

6、gineers，i．e．，theri#dityrelationanddeformationcorrespondthereofarcnotconsidered，sothereisalleconomicandsafelimitationforthismethodtosomedegree．Therefore，itisnotimetodelaythatrefiningthedesignmethodoftallbuildings．Asthecomplexityofinteraction,thestudyofit

7、isveryvaluableinengineeringapplications．Consideringperformanceofinteractiononsuperstructure-foundation—soil，themainre蹦ehworkisbelow：Firstly，thispaperdescribesthetheoryofthesuperstructure—foundation-soilinteraction，theselectionoffoundationmodelsandthedet

8、erminationofmodelparameters．Meanwhile，thereasonablesimulationmethodofsuperstructure，raftfoundationandsoilisdiscussedonthebasisofthetheoryoffiniteelementmethod．Secondly，onthebaseoftheinteractiveprinciples，thefiniteelementmodelisse