超高層筒中筒結構靜、動力共同工作研究.pdf

1、地基、基礎與上部結構共同工作是國內外廣為開展的一項研究課題，但對共同工作引起的內力變化更為敏感的超高層篙中筒結構卻研究不多。論文采用理論分析、數值模擬和工程實測相結合的方法，圍繞超高層筒中筒結構靜、動力共同工作問題開展了較為系統(tǒng)深入的研究。主要內容包括： (1)以研究超高層建筑的共同工作機理為目的，對陜西省電信公司網管中心大樓進行了地基、基礎與上部結構動靜力共同工作的全面現場測試。對建筑物的地基沉降、樁頂反力、筏板內鋼筋應力、樁

2、土荷載分擔比以及建筑物的自振特性等進行了實時監(jiān)測。通過對測試結果的分析，研究了超高層筒中筒結構考慮地基、基礎與上部結構共同工作的內力變化規(guī)律。 (2)基于子結構法提出了豎向荷載作用下考慮地基、基礎與上部結構共同工作的內力計算方法。建立了能夠考慮厚板中剪應力引起的橫向變形及筏板配筋對筏板整體剛度影響的筏板基礎分層厚筏模型；基于Drucker-Prager屈服準則建立了地基的彈塑性計算模型；提出了一種能在子結構法中考慮樁土共同工作的

3、“二次迭代法”，將樁土界面接觸的非線性迭代與共同工作體系的整體內力分析分開進行，既可以考慮豎向荷載作用下樁與樁間土之間的非線性接觸狀態(tài)，又不會增加整個體系的自由度數量。 (3)對網管中心大樓進行了豎向荷載作用下結構內力的數值模擬計算，將建筑物整體沉降、樁頂反力、筏板內力以及樁土荷載分擔比的計算結果與實測結果進行了對比分析，驗證了所建立計算方法的合理性。同時，通過對樁頂反力計算結果的分析，對筒中筒結構樁基礎的布置提出了建議。

4、 (4)提出了多遇地震作用下共同工作體系彈性動力反應的有限元/邊界元耦合分析方法。將共同工作體系分成近場區(qū)域和遠場區(qū)域，以分域特解邊界元模擬半無限的遠場地基；對于近場區(qū)域，建立了樁—土體系的簡化計算模型以及基礎和上部結構構件的有限元剛度矩陣、質量矩陣和阻尼矩陣。對遠場區(qū)域的等效剛度矩陣和等效質量矩陣進行對稱化處理并與近場區(qū)域的剛度矩陣和質量矩陣耦合，建立了整個共同工作體系的計算方程。 (5)對網管中心大樓的動力特性進行了數值模