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地下车库一体化设计方法研究—抗拔桩受力机理与设计方法探讨

作　者: 孙文杰
导　师: 李镜培
学　校: 同济大学
专　业: 岩土工程
关键词: 抗拔桩抗拔承载力桩筏基础有限元优化设计
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着城市建设的发展和居民生活水平的不断提高，停车难问题已经成为日益突出的矛盾。因而开发利用地下空间作为停车设施已成为了一种趋势。地下停车库在国内还是一个刚起步发展的建筑类型，在设计中会遇到许多与常规建筑设计所不同的问题，其中又以抗浮设计的问题最为突出。本文的研究课题就是以此为背景，提出了对地下车库一体化设计方法的研究，主要针对地下车库抗浮设计的核心问题：抗拔桩合理化设计。从本质上说，这是一个研究如何实现抗拔桩在地下车库设计中的合理性，经济性，安全性的问题。本文回顾了国内外有关抗拔桩的研究成果，在此基础上提出地下车库一体化设计方法研究，主要涵盖以下几个方面的内容：一．抗拔单桩的受力及变形机理：分析上拔荷载下单桩的工作机理，抗拔桩极限承载力的计算。二．抗拔群桩的受力性状分析：利用弹性理论法，剪切位移法分析了抗拔群桩的受力性状。三．采用有限元法分析了抗拔桩土共同作用：介绍了有限元的基础理论，地基模型的选用，并分别建立了单桩群桩有限元模型：四．采用优化设计法分析了抗拔桩筏基础：以极小化沉降差为限制条件，以最小总桩数为目标函数，针对常见的荷载形式，提出了桩群的优化布桩方案。五．结合工程实例的实测数据对计算方法验证：两种计算方法的结果比较，总结并指出下一步研究的方向。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第1章引言  12-20
  1.1 课题的提出  12-13
  1.2 课题的研究意义  13
  1.3 抗拔桩的研究现状  13-18
    1.3.1 抗拔单桩的受力及变形机理的研究  13-15
    1.3.2 抗拔群桩的研究  15-16
    1.3.3 桩与土体、筏板共同作用的研究  16-18
  1.4 研究的主要内容  18-19
  1.5 本章小结  19-20
第2章抗拔单桩的受力与变形机理  20-37
  2.1 概述  20
  2.2 上拔荷载作用下单桩的工作机理  20-27
    2.2.1 抗拔单桩的工作机理及破坏形态  20-21
    2.2.2 荷载传递法  21-23
    2.2.3 弹性理论法  23-25
    2.2.4 剪切位移法  25-27
  2.3 抗拔桩的承载力计算  27-32
    2.3.1 研究现状  27-30
    2.3.2 规范法的抗拔承载力计算  30-32
  2.4 综合法预估抗拔单桩承载力  32-36
    2.4.1 理论依据  32-33
    2.4.2 理论分析  33-34
    2.4.3 抗拔单桩承载力计算  34-36
  2.5 本章小结  36-37
第3章抗拔群桩的受力性状分析  37-46
  3.1 概述  37
  3.2 抗拔群桩与土共同作用分析  37-44
    3.2.1 桩土支承体系基本方程  37-38
    3.2.2 弹性理论法  38-40
    3.2.3 剪切位移法  40-44
  3.3 分析比较  44-45
    3.3.1 弹性理论法  44-45
    3.3.2 剪切位移法  45
  3.4 本章小结  45-46
第4章抗拔单桩与群桩受力性状的有限元分析  46-60
  4.1 概述  46-47
  4.2 有限单元法的原理  47-49
    4.2.1 有限单元法简介  47
    4.2.2 有限单元法计算理论  47-48
    4.2.3 有限单元法计算步骤  48-49
  4.3 抗拔单桩的有限元分析  49-55
    4.3.1 桩-土本构模型  49-52
    4.3.2 关于桩-土接触设置  52-53
    4.3.3 抗拔单桩分析的基本假设  53
    4.3.4 初始应力场的实现  53-54
    4.3.5 计算模型的建立  54-55
  4.4 抗拔群桩的有限元分析  55-59
    4.4.1 桩-土本构模型  55-56
    4.4.2 筏板的计算模型  56-57
    4.4.3 抗拔群桩分析的基本假设  57-58
    4.4.4 初始应力场的实现  58
    4.4.5 计算模型的建立  58-59
  4.5 本章小结  59-60
第五章抗拔桩筏基础优化设计方法  60-74
  5.1 概述  60-61
  5.2 优化原理与分析方法  61-63
    5.2.1 优化原理  61-62
    5.2.2 分析方法  62-63
  5.3 单建式地下车库的优化分析  63-71
    5.3.1 均匀布桩的桩筏基础模型  63-64
    5.3.2 均匀布桩的桩筏基础特性分析  64-67
    5.3.3 优化布桩的桩筏基础模型  67-68
    5.3.4 优化布桩的桩筏基础特性分析  68-70
    5.3.5 单建式地下车库的桩筏基础优化方案  70-71
  5.4 附建式地下车库的优化分析  71-73
    5.4.1 优化布桩的桩筏基础模型  71
    5.4.2 优化布桩的桩筏基础特性分析  71-73
    5.4.3 附建式地下车库的桩筏基础优化方案  73
  5.5 本章小结  73-74
第6章算例比较与实例验证  74-81
  6.1 概述  74
  6.2 算例比较  74-77
    6.2.1 抗拔群桩的计算模型  74-75
    6.2.2 剪切位移法与弹性理论法计算  75-76
    6.2.3 有限元法计算  76-77
    6.2.4 结果分析  77
  6.3 实例验证  77-80
    6.3.1 工程概况  77-78
    6.3.2 实测结果  78
    6.3.3 综合法计算  78-79
    6.3.4 结果分析  79-80
  6.4 本章小结  80-81
第7章结论与展望  81-83
  7.1 主要结论  81-82
  7.2 后续研究工作展望  82-83
致谢  83-84
参考文献  84-87
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  87

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