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《深基坑支护结构与其它结构的共同作用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第33卷第12期人民长江Vol.33,No.122002年12月YangtzeRiverDec.,2002文章编号:1001-4179(2002)12-0016-03深基坑支护结构与其它结构的共同作用研究12杨波肖建华(1.长江水利委员会设计院,湖北武汉430010;2.武汉市住宅统建办公室,湖北武汉430015)摘要:在上部结构—基础—地基—支护结构共同作用体系中,每一组成部分对共同作用体系都有作用,支护结构也如此。以上部框架结构—桩筏基础—地基—排桩支护结构共同作用体系为对象,研究排桩支护结构对上部结构和桩筏基础的作用,采用二维非线性有限单元法对其进行了共同作用分析,分别研究了不同相对
2、弹性模量、不同相对刚度、不同支护桩长度等因素对该作用的影响,试图寻找一种通过调整某些因素就可在一定程度上控制支护结构作用的方法。关键词:优化设计;支护结构;深基坑;有限元法;排桩中图分类号:TU318.1文献标识码:A点数通常较大。为了避免直接求解的困难,采用子结构方法。1概述把高层结构分解为若干个子结构,自上而下地对每个子结构进深基坑支护结构设计,只是作为临时性结构设计,并没有考行分析。虑建筑物建成后依然埋在地下的支护结构对提高高层建筑物的建立由子结构刚度矩阵[K]、位移列阵{δ}和荷载列阵稳定性及基础承载力的贡献。深基坑支护结构在基坑开挖期间{F}组成的平衡方程。作为挡土稳定性结构,挡
3、土功能完成后,其巨大的竖向承载力能[K]{δ}={F}(1)否加以利用?可否取代建筑物边缘部分或全部边桩?支护结构为区分3种节点的不同作用,可用分块的方式表示。造价昂贵,如果考虑其对建筑结构和基础的有利作用,并在设计将子结构的结点区分为内结点i,边界结点b,然后对上式中利用,虽然因将支护结构作为永久性建筑物设计会提高支护进行分解。其中,K和S的阶数与子结构下边界节点的自由度结构工程造价,但会降低工程总体造价。数之和相等。容易发现,只要求解式得到下边界的位移向量,便作者已研究了考虑支护结构作用时共同作用体系的受力性可由式直接求解上边界节点和内节点的位移向量,继而求出各能的改变,侧重研究抽去边
4、桩的可能性,换而言之,能否利用支单元的杆端内力。护桩的分担荷载省去边桩,从而降低工程造价。现将在考虑支KiiKibδiFi=(2)护结构作用的同时,研究上部框架结构—桩筏基础—地基共同KbiKbbδbFb作用体系的优化设计,即研究上部框架结构—桩筏基础—地基将上式展开,并联立,消去{δi},得到由等效边界刚度矩阵—排桩支护体系整个大共同作用体系的优化设计。[KB],等效边界荷载列阵[FB]组成的边界结点平衡方程。[KB]{δb}={FB}(3)2分析模型及计算方法其中:-12.1原理{KB}=[Kbb]-[Kbi][Kii][Kib](4)-1高层建筑结构和地基基础的共同作用分析属于高次超
5、静定{FB}={Fb}-[Kbi][Kii]{Fi}(5)结构分析,本文采用平面结构分析方法,在建筑物基础周围设置把上一个子结构的等效边界刚度矩阵,等效边界荷载列阵支护结构单元,从而分析支护结构对建筑物和基础的影响,再进分别迭加到下一个子结构的刚度矩阵和荷载列阵上,再进行凝行优化设计,上部结构采用框架结构,基础采用桩筏基础。聚。如此下去,直至把整个高层上部结构凝聚到边界结点上的框架结构和桩基不是平面结构,本文考虑取标准段的一榀平衡方程。它表示承台的变形将受到上部结构刚度的约束。框架和一排桩作为研究对象,可以定性分析支护结构对共同作2.1.2桩筏基础—土—支护结构用体系的作用。桩筏基础—土—
6、支护结构分块,建立由桩筏基础—土—支2.1.1高层建筑结构护结构刚度矩阵[KsR]、上部荷载列阵{Q}、桩筏基础—土—高层建筑上部结构采用有限元方法离散后,其单元数和结支护结构反力列阵{R}、桩筏基础—土表面沉降列阵{ω…}组成收稿日期:2002-07-15基金项目:全国高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(9549302)作者简介:杨波,男,长江水利委员会设计院施工处,工程师;上海同济大学地下建筑与工程系,博士研究生。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.
7、cnki.net第12期杨波等:深基坑支护结构与其它结构的共同作用研究17的变形连续方程。常见的水平荷载之一。高层建筑结构上的风荷载可根据其体型[KsR]{ω…}={Q}-{R}(6)和高度按下式计算:在实际施工过程中,由于施工时间的差异,一般情况下支护ω=βzμsμzω0(11)结构与桩筏基础没有连接。本文为了研究如何充分发挥支护结式中ω为作用于建筑物上的风荷载标准值,计算对象假设位于构作用,分别研究支护结构与基础连接
