防空地下室基底土反力模型和底板设计研究

作     者：严向红 

作者单位：同济大学 

学位级别：硕士

导师姓名：沈成康;王超

授予年度：2005年

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：桩—筏基础 土反力模型 桩—筏—土相互作用 有限层法 有限单元法 

摘      要：高层和多层建筑广泛应用了桩—筏基础，如何正确估计和控制此类基础的筏底土所分担的荷载对于防空地下室的安全和降低建设成本是至关重要的。本项研究提出了一种估计桩—筏基础筏底土所分担荷载的有效分析模型。这一模型将筏板视为线弹性体并采用广义协调有限单元法进行模型化，而对于地基土的模型化则采用了有限层法。每一根桩被视为一独立单元，其非线性刚度特征可由桩静载试验所得到的荷载—桩顶位移曲线确定。有限层法的应用不仅有利于描述层状地基土的行为特征，而且大大节省了计算时间。数值分析结果表明，对于软土地基上20层以上的高层建筑桩—筏基础，筏底土所分担的荷载通常小于10％，而对于10～20层的高层建筑，筏底土所分担的荷载达10～20％。而多层建筑桩—筏基础的筏底土所分担的荷载可增至30％以上。由数值计算结果可见，筏底土所分担的荷载很大程度上受桩刚度的影响，并且随着建筑物的沉降而增大。在设计中充分地利用筏底土反力可以大大降低桩—筏基础的建设成本，特别是对于多层建筑的桩—筏基础就更为显著。筏底土反力的精确估计也为防空地下室的合理设计提供了科学依据。