考虑上部结构共同作用的桩筏基础非线性分析

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1、南京工业大学硕士学位论文考虑上部结构共同作用的桩筏基础非线性分析姓名：张鹤年申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：宰金珉20050101南京工业大学学位论文独创性声明及使用授权的声明、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位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，也不包含为获得南京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在沧文中作了明确的说明并表示了谢意

2、。研究生签名：啦日期：堕．三：兰2二、关于学位论文使用授权的声明南京工业大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社及清华同方光盘股份有限公司有权保留本人所送交学位沦文的复印件和电’f文档，rU‘以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相1致。允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权南京工业大学研究生部办理。、研究生签名导师签名门期：寸歹·f·弓I硕士学位论文摘要随着房屋建筑的大量兴建和计算机技术的迅速

3、发展，上部建筑与地基基础的共同作用问题己受到工程界的广泛重视．由于计算手段的制约，在建筑结构设计时，先把上部结构隔离出柬，把基础视为绝对刚性支座，求出上部结构的内力、变形：再把地基反力作用在桩或地基f==来’发计桩或校核地基强度和变形．由于没有考虑基础沉降差引起上部结构的次应力，使I：部结构的设计偏于不安全：而由于没有靠虑上部结构刚度的影响，基础的内力被高估．因而这种常规设计方法与建筑物实际工作性状不相符．虽然当前已有考虑桩筏非线性的设计，但仍无人在此基础上，考虑上部结构。因此考虑上部结构，进一步认识上部结构与筏基

4、及桩基和地基十非线性共同作用机制，优化设计桩筏基础，具有重要的现实意义。本文在分析国内外相关研究成果的基础上，建立了一种考虑上部结构的L部结构一桩筏皋础一地基非线性其I司作用分析方法：以子结构法凝聚上部结构的荷载及刚度，以平面壳体单元模拟筏板，按有限层法模拟桩土之间的弹性相互作用，刚广义剪切位移法模拟桩的非线性工作性状，用cuT_—oFF方法对筏底土的极限状态进行限制。编制了摹于上述分析方法考虑上部结构及筏基实际刚度和桩的非线性的荚同作用分析程序。本文深入分析了卜-部结构对非线性共同作用的影响。考虑上部结构，将降低

5、土反力最小值，降低平均土反力，使筏底土反力分布吏不均匀。并将减小基础沉降的最大值和沉降差，尤其对降低沉降差有明显作用。共同作用的效应在上部结构上表现为，边柱因挤压而加载，中柱因拉伸而卸载，从向改变r上部结构内力分卸。同⋯层柱加载与卸载的代数和为零。考虑共同作JIJ后，弯矩和剪力都比常规法较火。可见，在上部结构中产生了呵观的次应力，在设讣中如不加以考虑，结构存使用过程中¨J能产生开裂现象．研究了合理布桩方式，探讨了以零差异沉降为目标的优化设计的uJ能途径。合理调整桩长、桩径，在荷载大的地方(筏板中央区域)布嚣长而粗的

6、桩，在荷载小的地方(筏扳边缘区域)布胃短而细的桩，并考虑上部结构参与共同作用后，可以存不使E部结构产生可观的次应力的情况下，使得筏板的筹异沉降很小，直币趋近丁零。大型工程实例的模拟与划比分析证明厂本文方法的可行性和计算程序的实用性，进一步验iit!T非线性复合桩基没计时考虑}：部结构的必要性。硕士学位论文关键词上部结构群桩与土和承台及上部结构1r线性共同作用』J‘义剪切位移法子结构法有限层法空间框架学元平面壳体单元布桩方式Ⅱ硕士学位论文ABSTRACTWiththeconstructionofbuildingsan

7、dthedevelopmentofcomputer，theinteractionproblembetweenthesuperstructureandthefoundationhasbeenattachedimportanceto．Becausethemeansofcomputingarerestricted，whenwedesignthebuildingframe，weseparatethesuperstructureatthefirst，andregardthefoundationasabsoluterigidb

8、earing，wecangettheinternalforce、distortionofthesuperstructure；then，weputtheanti-forceonthepilesorthefoundationtodesignthepilesorcheckthefoundationintensityanddistortion．．Becausewed