某坡地建筑上部结构、地基及基础共同作用的抗震分析

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1、四川建筑科学研究第40卷第6期150SiehuanBuildingScience2014年12月某坡地建筑上部结构、地基及基础共同作用的抗震分析陆伟，杨明珊，段尔焕(昆明营造工程设计有限公司，云南昆明650093)摘要：坡地建筑复杂多变，上部结构、地基及基础相互作用、受力复杂，本文采用ANSYS对某坡地建筑进行整体分析，确定其相互影响。通过分析得出各部分在地震作用下的变形及受力特性，对实际结构设计工作有一定的参考价值。关键词：坡地建筑；共同作用分析；上部结构；地基与基础中图分类号：TU323．5文献标志码：B文章编号：1008—19

2、33(2014)06—150—040引言根据云南省人民政府2011年185号文件提出的关于加强耕地保护促进城镇化科学发展的意见，耕地保护已经成为云南省土地整治和调控的核心与重点，“城镇上山”成为未来小城镇发展的重要方向。目前《云南省山地城镇设计导则》正在研究和制定中，重庆、香港有较多的坡地建筑，可供参考借图1坡地建筑平面框架及桩基、地基简图鉴。本文对云南某坡地建筑进行了上部结构及地基、基础共同作用分析，其结果对实际设计工作有一定参考价值。1计算模型1．1模拟计算的实际工程简况某实际工程位于坡地上，对其中一榀框架进行色J。D‰分析，分

3、析简图详见图1。本建筑基本设防烈度8度(0．2g)，第二组，场地土类别Ⅱ类。坡地分四台，台高3m，最低、最高台均可入户。采用人工挖孔灌图2边坡加固示意注桩基础(混凝土C25)，以中风化泥岩为持力层，其上为粘土。桩与桩基主体设拉梁。主体结构采用现、及ROTZ自由度。浇框架(混凝土C35)，共8层，层高3m，坡向四跨，2)小震分析所有材料均考虑为弹性材料，不考跨度6m。虑塑性变形。本项目为减小地基与主体结构相互影响，坡地3)整体分析时，地基左右两侧及下侧按嵌固考单独进行了锚杆加固，详见图2，边坡支护完成后再虑。上部单独分析时，柱脚按嵌固

4、考虑，地基边界按进行桩基及上部结构施工。嵌固考虑，不考虑地基质量。1．2模型建立4)桩、土共节点，不考虑桩周土滑移。1．2．1基本假定5)不考虑边坡土体加固的有利作用。1)所有模型均采用平面分析，每个节点具有6)上部结构单独分析暂未考虑边坡地震作用放大系数。收稿日期：2013-09-031．2．2单元选择作者简介：陆伟(1982一)，男，重庆人，一级注册结构工程师，研究方向：结构设计。框架梁柱及挖孔桩采用BEAM3二维梁单元，E—mail：43436701@qq．com陆伟，等：某坡地建筑上部结构、地基及基础共同作用的抗震分析153

5、实际桩顶有一定的位移，不等高嵌固假定与实际差根据边坡分析可知，小震下整体处于稳定状态，别较大。根据整体时程分析得z5处桩顶最大但桩土结合部局部破坏。边坡需单独进行设计及考位移为一22．5mm，Uv及ROTZ很小可忽略不计。虑，需要考虑大震作用以及土体遭遇暴雨后强度降桩基设计时需要考虑抗弯及抗剪承载力，可在桩顶低而可能形成的滑坡。将水平位移作为位移荷载进行桩基的内力分析及构5结论及建议件设计。为考虑桩基变位对上部建筑的影响，可将桩等通过本文的分析，对于坡地建筑可得出以下结代为框架柱进行分析，详见图11，将最低处柱脚标论并提出以下建议。

6、高作为嵌固端，考虑土体作用将桩的抗弯刚度进行1)坡地建筑宜进行上部结构、地基及基础的整适当放大J，放大的原则为桩顶水平位移等效。体分析，根据整体分析的结果进行结构加强、优化及调整。2)主体结构与土体宜脱开，土体单独进行支护加固。边坡抗震分析可采用拟静力法确定滑移稳定安全系数。假定嵌固端3)由于桩顶有一定变形，不等高嵌固假定不成图l1桩基等代柱分析模型立，采用桩基础时可将桩等代为框架柱进行分析，嵌固端取在台地最低标高处。4边坡分析4)坡地建筑进行内力分析和构件设计时必须采用符合实际的力学模型，不能采用刚性楼板假定，粘土材料屈服采用Dr

7、ucker—Prager准侧，粘聚力否则易忽略构件内拉力。c=3FAPa，摩擦角(b=10。，膨胀角偏于保守取为5)桩基必须进行抗震设计，并考虑承担加固土0_4J，不考虑土体的排水固结及土体应力历史。水体的作用。平地震作用采用简化的静力法，即惯性力法，在整体6)坡地建筑由于其复杂性，部分情况无法根据结构体系中施加水平加速度J。抗震规范确定坡地建筑地震作用放大系数，需要根边坡稳定及滑移一般采用极限荷载安全系数据实际情况分析计算确定。同时希望各位同仁能收法，粘土塑性应变详见图12，塑性应变为0表示处集实际震害资料，通过统计分析得出实践依

8、据。于弹性阶段，据图l2可知，边坡基本处于弹性状态，由于挖孔桩与粘土材料刚度差异较大，在结合处土参考文献：体破坏进入塑性状态。[1]李玉杯，等．高层建筑上部结构、基础与地基土共同作用的地震时程分析[J]．四川建筑科学研究，2005，3