大底盘高低层连体建筑与地基基础共同作用的机理分析
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摘要
随着高层建筑越建越高，采用筏型基础或桩筏基础时，筏板的厚度也不断增大。由于工程界中对于厚筏基础缺少研究，不了解其具体的受力特性，在厚筏基础设计方面缺乏成熟的设计理论和计算方法，厚筏基础仍按常规筏基的设计方法进行设计，往往造成筏板过厚，使基础造价过高，产生很大的浪费。
本文根据高层建筑上部结构、基础和地基共同作用的基本原理，考虑了多种因素的影响，建立模型，用数值计算方法研究了上部结构，筏板厚度，裙房跨数等因素对基础沉降，基底应力，框架内力的影响，分析了厚筏基础的基本受力特性。
通过大量的数值模拟分析，对高层建筑与裙房在整体连接的情况下上部结构，基础与地基的共同作用问题进行了研究。并结合数值分析，得出了筏基变形和地基反力分布特征，指出大底盘框架厚筏体系的工程性质同高层建筑与其连接的裙房基础密切相关的，并总结了共同作用的有效范围。
With the increase of height of tall buildings in our country, the thickness of raft become larger and larger when raft foundation or pile-raft foundation is adopted. Owning to lack of research on properties of thick-raft foundation, the appropriate assigning principles and calculation methods are lacked in engineering field. Instead the traditional design methods that lack accuracy are used in designing thick-raft foundation. It usually results in too thick raft, and make the cost of foundation very high.
In this paper, on the base of the interactive principles of superstructure, base and soil, Many factors are considered. The method corresponds to real foundation working conditions. By research done on a structural model with numerical calculation method. The effects of some factors, such as superstructure stiffness, thickness of raft, compressive modular constant of soil, suspended width of raft and raft concrete intensity, on the working behavior of thick-raft foundation are analyzed. And in coordination with data obtained from an engineering test on site, the regularities of foundation settlement and the distribution properties of pile reaction, soil reaction and steel stress in raft, of the pile-(thick)raft tested are analyzed. In the same time, the calculating results with finite element method almost correspond with measured results.
The interaction of low-storied podiums with a high-rise building is studied through some simulation tests. Really, it is studied on the interaction of the frame structure,
thick raft foundation, and soil. The deformation and reaction of the thick raft foundation can be measured. It is obtained from the simulation tests and numerical analysis. It is shown that the engineering characteristics of whole raft foundation are closely related with the span of low -storied podium nearby the high-rise building. A new conception of the effective range of interaction is proposed in this paper.
本文根据高层建筑上部结构、基础和地基共同作用的基本原理，考虑了多种因素的影响，建立模型，用数值计算方法研究了上部结构，筏板厚度，裙房跨数等因素对基础沉降，基底应力，框架内力的影响，分析了厚筏基础的基本受力特性。
通过大量的数值模拟分析，对高层建筑与裙房在整体连接的情况下上部结构，基础与地基的共同作用问题进行了研究。并结合数值分析，得出了筏基变形和地基反力分布特征，指出大底盘框架厚筏体系的工程性质同高层建筑与其连接的裙房基础密切相关的，并总结了共同作用的有效范围。
With the increase of height of tall buildings in our country, the thickness of raft become larger and larger when raft foundation or pile-raft foundation is adopted. Owning to lack of research on properties of thick-raft foundation, the appropriate assigning principles and calculation methods are lacked in engineering field. Instead the traditional design methods that lack accuracy are used in designing thick-raft foundation. It usually results in too thick raft, and make the cost of foundation very high.
In this paper, on the base of the interactive principles of superstructure, base and soil, Many factors are considered. The method corresponds to real foundation working conditions. By research done on a structural model with numerical calculation method. The effects of some factors, such as superstructure stiffness, thickness of raft, compressive modular constant of soil, suspended width of raft and raft concrete intensity, on the working behavior of thick-raft foundation are analyzed. And in coordination with data obtained from an engineering test on site, the regularities of foundation settlement and the distribution properties of pile reaction, soil reaction and steel stress in raft, of the pile-(thick)raft tested are analyzed. In the same time, the calculating results with finite element method almost correspond with measured results.
The interaction of low-storied podiums with a high-rise building is studied through some simulation tests. Really, it is studied on the interaction of the frame structure,
thick raft foundation, and soil. The deformation and reaction of the thick raft foundation can be measured. It is obtained from the simulation tests and numerical analysis. It is shown that the engineering characteristics of whole raft foundation are closely related with the span of low -storied podium nearby the high-rise building. A new conception of the effective range of interaction is proposed in this paper.
引文
1．方鄂华，韦宇宁．大底盘多塔楼结构地震反应．建筑结构学报，1995(6)19-36
2. Andrew, K.and China, C. The Structual Design of the Shanghai Hilton International Hotel, Proc. Of the 4th Int. Conf. on Tall Buildings, Vol.Ⅰ, Hong Kong and Shanghai, April/May 1988:18-20
3．张问清，赵锡宏．逐步扩大子结构法计算高层结构刚度的基本原理．建筑学报，1980(4)：60-70
4．张国霞，张乃林．非线性差异沉降分析．岩土工程学报．1981(3)：41-48
5．何颐华，方寿生，钱力航等．高层建筑箱形基础反力确定法．建筑结构学报，1980(1)：72-76
6．董建国，陆佳，赵锡宏．筏式和箱式承台弯矩的计算．岩土工程学报，1992(4)：32-37
7. Wood, L.A. and Wardle, L.J. Numerical Analysis of Rectanglar Rafts on Layered Foundation, Geot.,Vol.26(1),1976:41-43
8．黄绍铭，王迪民等．减少沉降量桩基的设计与初步实践．第六届土力学及基础工程学术会议论文集．上海：同济大学出版社，1989：28-30
9．宰金珉，宰金璋．高层建筑基础分析与设计．北京：中国建筑工业出版社，1984：71-72
10．宰金珉，邵松桂．半空间介质的有限层模拟和近似积分方法．第一届全国解析与数值结合发会议论文集．长沙：湖南大学出版社，1990：41-45
11. Bilotta, E., Caputo, V. and viggiani, C. Analysis of Soil-structure Interaction for Pile Rafts, Proc. 10th European Conf. on Soil Mech. Foundn Eng., Florence, 1991:20-24
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14．董建国，赵锡宏等．上海超长箱(或筏)基础的工作机理及设计建议．见：中国土木工程学会及基础工程学术会议论文集．北京：中国建筑工业出版社，1994，406-410
15．中国建筑学会建筑结构学术委员会高层建筑结构学组．体系选择与构造措施．见：高层建筑结构设计建议．上海：上海科学技术出版社，1985：36-38
16．李来宝．上海地区高层建筑桩基础沉降计算方法研究(一)．结构工程师，1992(1-2)
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28．宫剑飞．并列双塔楼框架厚筏基础变形特征及基底反力分析．建筑科学，
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67．朱宗明．FLAC在边坡整治工程中的应用，广州建筑，2003(4)：18-19
68．周川杰．FLAC-2D进行复合土钉支护稳定性分析，岩土工程界，2002(6)：15-16
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15．中国建筑学会建筑结构学术委员会高层建筑结构学组．体系选择与构造措施．见：高层建筑结构设计建议．上海：上海科学技术出版社，1985：36-38
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68．周川杰．FLAC-2D进行复合土钉支护稳定性分析，岩土工程界，2002(6)：15-16
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