高层大底盘多塔楼结构与地基基础共同作用分析与施工过程监测

【摘要】高层大底盘多塔楼结构能够充分利用地下空间,地下部分可以作为地下停车场,并且可以将商场及住宅两用集为一体,所以这种形式的建筑在我国越来越多被建造。为保证地下车库功能使用,塔楼与裙楼不设置永久的沉降缝,通过设置沉降后浇带保证整体筏板的连接及释放不均匀沉降引起的筏板及上部结构内力。与此同时,后浇带涉及到二次浇筑,浇筑质量不易控制,增加施工工序及降水工作,增加建设方费用,造成地下水的资源浪费等等问题,建设单位提出不设沉降后浇带的要求日益增多,成为需要解决的技术问题。取消后浇带在设计上提出了塔楼与裙房之间的变形协调s可能性。高层大底盘多塔楼的设计是将各塔楼及裙楼独立出来不考虑各部分相互的影响,这也就表明在设计阶段未考虑上部多个塔楼结构与地基基础共同作用的影响,这是目前设计阶段尚未考虑的问题。这些问题都涉及到土力学中沉降计算的精确性,上部结构承受变形的能力,最终都归结到变形控制地基设计的理论问题。本文通过大型有限元程序ANSYS,建立了高层大底盘多塔楼结构与地基基础共同作用的三维有限元模型。计算分析了考虑与不考虑上部结构刚度对计算结果的影响,以及计算参数对筏板基础受力及变形的影响。对比了计算结果与现场试验观测结果。得到主要结论：1.考虑上部结构刚度对结构一、二层的边缘构件受力有较大影响,塔楼基础变形趋于刚性,地基反力较不考虑共同作用变化平缓。2.主裙楼相互影响下有限元计算结果表明,由于主楼整体竖向刚度较大,塔楼筏板以局部弯曲主,挠曲值为正且值较小。裙楼在主楼荷载影响下,裙楼筏板会产生负向弯曲,且整体弯曲较为明显,负弯曲值最大值出现在裙楼筏板中线位置,值在-0.2%o左右。需要在设计阶段考虑裙楼产生的负向弯矩作用的影响。3.改变地基土的弹性模量得到的计算结果表明,压缩性越低的土质可以使主裙楼连接部位的变形减小、挠曲值减小,即低压缩性且以瞬时沉降为主的土质对主裙楼筏板的整体连接更为有利。4.现场试验表明,在主裙楼连接处埋置的钢筋应力计的数值总体较小,这说明在后浇带连接处开裂的可能性较低。钢筋计在结构层施工至两层后数值较为平缓改变量不大,可以在类似项目中在保证新旧混凝土较好连接的前提下,在结构层施工至第二层或以上后封闭后浇带。
【作者】张玉星；
【导师】杜永峰；
【作者基本信息】兰州理工大学，结构工程，2014，硕士
【关键词】共同作用；高层多塔楼；筏板基础整体连接；变形分析；有限元；

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