考慮結(jié)構(gòu)—基礎(chǔ)—地基共同作用和逐層加載的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析.pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái)，由于計(jì)算手段的限制，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)常把上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基三者作為彼此離散的獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行力學(xué)分析，即常規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。該方法完全忽略了上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基沿接觸面(點(diǎn))上一定程度的相互制約關(guān)系和變形連續(xù)性；同時(shí)，計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)，通常也是根據(jù)建筑物建造完成后的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行分析，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)的承載力計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算，這又忽略了有些荷載是在結(jié)構(gòu)逐漸形成的過(guò)程中逐步施加于結(jié)構(gòu)上的這一事實(shí)。為此，本文提出了考慮框架結(jié)構(gòu)—

2、獨(dú)立基礎(chǔ)—地基共同作用并逐層施加豎向荷載的思想，進(jìn)而建立了框架結(jié)構(gòu)—獨(dú)立基礎(chǔ)—地基共同作用的力學(xué)模型，最后通過(guò)ANSYS軟件予以實(shí)現(xiàn)。 為了進(jìn)一步說(shuō)明和檢驗(yàn)本文建立的考慮框架結(jié)構(gòu)—獨(dú)立基礎(chǔ)—地基共同作用的力學(xué)模型的合理性，又建立了與框架結(jié)構(gòu)—獨(dú)立基礎(chǔ)—地基共同作用模型相同條件的常規(guī)計(jì)算空間模型；同時(shí)，為了進(jìn)一步說(shuō)明逐層施加豎向荷載的優(yōu)越性，本文對(duì)上述兩種模型均分別進(jìn)行了逐層加載和一次加載的計(jì)算分析，進(jìn)而研究了框架結(jié)構(gòu)—獨(dú)立基礎(chǔ)—

3、地基共同作用模型與常規(guī)計(jì)算空間模型的上部結(jié)構(gòu)變形及各構(gòu)件的內(nèi)力差異，以及上述兩種模型分別采用逐層加載和一次加載時(shí)上部結(jié)構(gòu)變形及各構(gòu)件的內(nèi)力的差異。 通過(guò)計(jì)算分析，得出以下結(jié)論：在結(jié)構(gòu)型式、豎向荷載均對(duì)稱(chēng)的情況下，共同作用模型與常規(guī)計(jì)算空間模型均采用一次加載法時(shí)，按兩個(gè)模型計(jì)算的上部結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)豎向位移Uy差別較大，共同作用模型的柱軸力有向邊柱、角柱轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，支座彎矩有向邊支座轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)；共同作用模型與常規(guī)計(jì)算空間模型均采用逐層加載

4、法時(shí)，較一次加載法算得的|Min(Uy)|大，按照共同作用模型算得的底層以上各層角柱、邊柱軸力值均有不同程度的減小，而中柱軸力值有不同程度的增大，而且愈往頂層，增幅愈大，梁的邊支座彎矩值有所增大，中支座彎矩值則有所減小，并且部分支座彎矩值出現(xiàn)反號(hào)現(xiàn)象；而按常規(guī)計(jì)算空間模型算得的角柱、邊柱軸力值均有不同程度的減小，中柱軸力值有不同程度的增大，而且愈往頂層，增幅愈大，梁的邊支座彎矩值增大，中支座彎矩值減小。分別應(yīng)用逐層加載法和一次加載法算得

5、的框架結(jié)構(gòu)—獨(dú)立基礎(chǔ)—地基共同作用模型的基礎(chǔ)的最終沉降量差別不大，地基沉降值并不隨施工層數(shù)的增加而成比例的增長(zhǎng)，而是當(dāng)樓層增加到一定層數(shù)時(shí)就表現(xiàn)出一定的非線性關(guān)系。上述計(jì)算結(jié)果充分表明：在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，按照上部結(jié)構(gòu)—基礎(chǔ)—地基共同作用的整體分析方法進(jìn)行設(shè)計(jì)可以更好地反映建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際變形特征以及受力情況。 本文以考慮框架結(jié)構(gòu)—獨(dú)立基礎(chǔ)—地基共同作用并逐層施加豎向荷載的思想為基礎(chǔ)，應(yīng)用ANSYS程序?qū)蚣芙Y(jié)構(gòu)—獨(dú)立基礎(chǔ)—地基共同