浅谈大型群桩基础厚承台受力机理与设计方法研究

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1、河海大学硕士学位论文大型群桩基础厚承台受力机理与设计方法研究姓名：李建强申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：汪基伟20070301摘要承台在桩基中起着承上启下的作用，是保证荷载沿传力路径有效传递的重要组成部分。近年来随着城市建设和：[业建设的发展，大型群桩基础厚承台的应用越来越多。模型试验和工程实例均表明，群桩基础的工作性状明显区别于单桩，它受承台一桩一土相互作用的影响。因此，有必要对群桩基础厚承台的传力机理及设计方法进行研究。本文主要通过以下三个方面来对群桩基础厚承台进行研究：首先，提出了桩一土体系等代刚度的概念，以弹性支承模拟桩一土共同作用效

2、应，解决了承台一桩一土的整体有限元模型单元数目过多和计算量过大的问题，并通过二维和三维有限元算例，验证了其合理性。其次，采用ANSYS软件对承台进行了大量的计算，较为详细地研究了厚承台的受力机理，综合考虑了承台厚度、桩数、布桩形式、荷载面积等因素对承台受力机理的影响。通过对大量的有限元结果的分析，得出了荷载的应力扩散范同计算公式，提出由梁、拉压杆组成的简化计算模型及梁、拉压杆尺寸确定方法。在总结现有方法的基础，选择出了厚承台的配筋与压杆承载力计算公式，由此得到了群桩基础厚承台拉压杆与梁组合体系设计方法。最后，通过结合⋯个工程实例对本文所提出的设计方法进

3、行检验，结果表明本文所给出的方法是实际可行的，计算方便，能够满足：L：程设计的要求。关键词：厚承台；桩．土等代刚度；刚性承台；桩反力；受力机理ABSTRACTAsallimportantload—transferringpartofpilefoundations，pilecapmakestheloadtransferefficiently．Thethickpilecapsofpilegroupfoundationshavebeenappliedwidelywiththedevelopmentofurbanandindustryconstructions

4、．Themodelexperimentsandtheengineeringpracticehaveshownthat：theworkingpropertiesofpilegroupandsinglepilearedifferentduetothepilecap-pile—soilinteraction．Therefbre，itisnecessarytostudytheloadtransferringmechanismandthedesignmethodofpilegroupfoundations．Inthisthesisthickpilecapsofp

5、ilegroupfoundationsarestudiedasfollows：Firstly,conceptofpile—soilequivalentrigidityispresented，Theconceptistouseelasticsupporttosimulatepile—soilinteraction，whichsolvedtheproblemoflargenumberofelementsandgreatamountofcomputationtimewiththepilecap-pile-soilmodel．Andtheconcept’sra

6、tionalityischeckedbytwo—andthree-dimensionalcasestudy．Secondly,basedonANSYS，computationonthickpileswascarriedout，andloadtransferringmechanismofthickpilecapofpilegroupfoundationswasexploredwithmanyfactorsconsidered，suchaspilecap’Sthickness，numberofpiles，formofpilearrangement，anda

7、reaofloaddistribution，etc．Accordingtotheresults，formulaonstressexpansionrangeandbeam—strut-tieeombinatedmodelarededuced，andthemethodtodeterminethedimensionsofbeamsandrodsarepresented．Fommlastodeterminethereinforcementandbearingcapacityofthickpilecapareselectedonthebasisofsummari

8、zingcurrentdesignmethod．Thus，thedesignmethodoft