井筒式地下车库的结构及其施工力学行为研究

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随着我国城镇化的不断推进,市区停车艰难和行车拥挤问题始终不能得到有效的解决,快速增长的汽车消费与供不应求的停车位之间出现了巨大矛盾,而井筒式地下车库系列技术正是一种可行的解决方法。井筒式地下车库的主体结构是由圆型结构外墙和与墙体相连的多层停车环状楼板组成,本文针对井筒式地下车库的工程特点,主要对其围护结构和主体结构进行了分析和研究。(1)首先总结了城市地下车库的类型及其优缺点,并阐述了井筒式地下车库的概念、结构形式、系统组成和工作流程,可以看出井筒式地下车库的结构形式和车辆泊位分布、出入方式与传统的地下车库有较大不同,能够更有效地利用城市地下空间和停车面积,此外圆形的围护结构也可以更高效地利用混凝土的抗压特性。(2)根据成都平原地区砂卵石土地层的特性,通过比较不同围护结构的特点与劣势,得出采用排桩框架式围护结构是一种较为经济合理的支护方式;推导出了环梁的等效横向支撑刚度,结合平面弹性地基梁法可以将三维圆形基坑简化为二维问题。(3)使用FLAC3D对车库基坑进行开挖的数值模拟,分析基坑在开挖过程中排桩、冠梁和圈梁的内力和变形特性,同时结合数值分析手段,对排桩围护结构的各重要组成部分的合理参数如桩径、桩端嵌固条件、基坑直径大小等的取值进行了分析。(4)通过ANSYS建立结构—荷载模型,分析井筒式地下车库主体结构在施工阶段工况和正常使用阶段工况下的受力特性,并对影响车库结构受力的因素包括结构截面刚度变化(梁板刚度比、梁柱刚度比、板墙刚度比)、地层环境变化(弹性地基系数)等逐一进行分析,给出了井筒式地下车库主体和围护结构的设计参数。
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