某地下室筏板柱下墩的有限元分析

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近年来,随着车辆的急剧增多和商业发展的需要以及人防的要求,地下室车库在各类建筑中广泛使用(特别是高层建筑)。平板式筏板基础具有埋置深度浅、施工工艺简便、工期短、地下室空间利用率高等优点,是地下室底板设计中常用的基础形式之一,平板式筏板基础的内力及配筋计算方法可分为倒楼盖法跟弹性地基板法。当地基比较均匀、上部结构刚度较好,且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时,按倒楼盖法进行计算;当地基比较复杂,上部结构刚度较差,或柱荷载及柱间距变化较大时,应按弹性地基板法进行计算。其中,采用弹性地基板法计算较为精确,但由于地基土性的复杂多变,无论对地基采用文克尔假定或是无限弹性体假定,均不能很好地反映地基的实际情况,计算中用到的土的力学指标(如基床系数与弹性模量)也难以准确确定,因而计算结果往往与实际情况有出入。故可采用基础的实际沉降来反推基床系数K,再采用弹性地基梁板法进行分析,得到合适的配筋。本文以某高校教学综合楼的东裙楼为研究对象,通过以下工作对筏板基础进行分析:(1)视带下柱墩的筏板为倒置的无梁楼盖,且下柱墩作为上反帽,采用无梁楼盖法对该筏板基础进行计算,并就计算得到的筏基内力进行配筋,并分析是否符合工程实际。(2)利用勘察所得的地质资料计算基础的沉降,用基础沉降反推基床系数K,再采用弹性地基梁板法对筏板进行有限元分析,并分析结构上部刚度和网格大小等因素对筏板配筋的影响。(3)采用倒楼盖模型对筏板进行有限元分析,得到筏板的配筋,并与弹性地基梁板法计算结果进行对比,分析计算结果存在差异的原因。(4)在保证一些参数不变的前提下,观察柱墩厚度的变化对筏板内力分布和配筋的影响,并从中寻找出合理的柱墩厚度,优化筏板的配筋。综合以上分析可知:该基础采用基础沉降反推得来的等效基床系数K,并结合弹性地基梁板法计算得到的配筋最为经济合理,且在满足一些前提条件下适当增加柱墩的厚度,能够优化筏板的配筋。
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