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软土地区地基不均匀沉降对框架结构影响的反分析研究

作　者: 任庆伟
导　师: 姜忻良
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 不均匀沉降 反分析研究 基础类型 有限元ANSYS分析 软土地基 基础参数
分类号: TU323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


天津滨海新区属软土地区,地质条件差,地基土软且承载力较低,在荷载作用下建筑物的沉降较大。由于滨海新区地基土的特殊性,往往按一般理论设计计算的沉降值与实际沉降值有一定的差距,有时甚至有很大的差距。一般而言,地基沉降或地基的不均匀沉降存在两方面的问题,一是地基沉降或地基的不均匀沉降时地基土的受力状况与变形机理;二是地基沉降或地基的不均匀沉降时对结构产生的影响。本文主要针对第二个问题采用反分析方法进行研究,即地基的不均匀沉降时对框架结构产生的影响的反分析研究。研究工作如下:1、针对较有代表性的框架结构在软土地基条件下配有不同基础类型——筏片基础、箱形基础、桩筏基础,利用有限元分析程序ANSYS对地基的不均匀沉降进行建模分析。为了课题计算的可行性,建模中采用COMBIN14弹簧单元模拟土体单元。用SHELL63单元模拟基础。2、对模型中的各个参数进行分析计算。3、通过数值模拟计算与曲线方程的拟合,总结适合天津滨海地区软土地质的地基沉降方程。4、采用强行地基沉降及不均匀沉降的反分析研究方法来分析由于地基沉降在上部结构产生的内力分布与内力变化。在有限元分析程序ANSYS中给地基基础各个节点强行施加竖向位移荷载,来获得上部结构的受力与变形。5、对比不同基础类型、不同基础厚度、不同地基刚度以及在不均匀荷载下不均匀沉降对上部结构应力应变的影响,找出影响不均匀沉降的因素,为设计工作提供帮助。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 概述  8-9
    1.1.1 软土地区地基不均匀沉降研究的必要性  8-9
    1.1.2 不均匀沉降对框架结构的影响  9
    1.1.3 反分析研究的应用  9
  1.2 国内外研究现状  9-14
  1.3 本文研究的主要内容  14-16
    1.3.1 不同基础类型在软土地基条件下的沉降曲线  14
    1.3.2 地基的不均匀沉降对上部结构影响的反分析研究  14-15
    1.3.3 提出适合滨海新区的最佳地基参数  15-16
第二章 地基沉降计算方法  16-25
  2.1 软土地基沉降变形机理分析  16-17
  2.2 地基刚度的计算  17-19
  2.3 软土地区地基的沉降分析方法  19-24
    2.3.1 分层总和法  20-21
    2.3.2 《地基基础规范》法  21-23
    2.3.3 桩基沉降计算方法  23-24
  2.4 地基变形允许值  24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 地基沉降的有限元模拟  25-53
  3.1 工程概况  26-32
  3.2 建立有限元地基模型  32-36
    3.2.1 筏基和箱基下地基的有限元分析模型  32-36
    3.2.2 桩基下地基的有限元分析模型  36
  3.3 地基模型中的边界设置  36
  3.4 网格划分  36-37
  3.5 地基模型相关参数计算  37-39
  3.6 不同基础类型沉降分析  39-42
    3.6.1 筏片基础在上部荷载作用下地基沉降的有限元分析  39-40
    3.6.2 箱型基础在上部荷载作用下地基沉降的有限元分析  40-41
    3.6.3 桩筏基础在上部荷载作用下地基沉降的有限元分析  41-42
  3.7 沉降曲线及沉降曲线方程拟合  42-51
    3.7.1 筏基沉降数据分析  42-45
    3.7.2 箱基沉降数据分析  45-47
    3.7.3 桩基沉降数据分析  47-49
    3.7.4 三种基础类型的沉降数据对比  49-51
  3.8 本章小结  51-53
第四章 地基不均匀沉降对上部结构影响的反分析研究  53-68
  4.1 各种地基不均匀沉降对上部结构影响的反分析研究  53-59
    4.1.1 筏基不均匀沉降对上部结构的影响的反分析研究  54-55
    4.1.2 箱基不均匀沉降对上部结构的影响的反分析研究  55-56
    4.1.3 桩基不均匀沉降对上部结构的影响的反分析研究  56-59
  4.2 地基参数对上部结构影响分析  59-67
    4.2.1 不同基础厚度的沉降分析  59-64
    4.2.2 不同地基刚度的沉降分析  64-67
  4.3 本章小结  67-68
第五章 结论与展望  68-70
  5.1 结论  68
  5.2 展望  68-70
参考文献  70-73
发表论文和参加科研情况  73-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 杆件系统结构 > 杆件结构 > 框架
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