底框-砌体结构底层刚度调整对基础不均匀沉降影响的数值分析

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建筑物的不均匀沉降与安全密切相关,是导致工程事故的重要原因之一。建筑物一旦发生不均匀沉降轻则造成房屋倾斜、墙体开裂,重则造成房屋倒塌,尤其是对结构材料的抗弯、抗剪能力差、对不均匀沉降敏感性较高的底框结构房屋影响更为严重。而底框结构是现阶段特定经济条件下产生的一种满足人们需要的房屋结构形式,在大小城市已广泛存在,因此如何降低或避免不均匀沉降对底框结构房屋的危害并将房屋恢复到正常使用状态具有重要研究价值。本文以此为出发点,首先总结了地基不均匀沉降的类型;分析不均匀沉降引起的危害;归纳目前引起不均匀沉降产生的原因及预防的方法;提出不均匀沉降事故处理的方法。接着本文介绍底框结构模型采用的单元、材料模型、本构关系曲线、材料参数的选取以及非线性收敛准则、网格划分的原则等,并对本文所用到的有限元单元及材料模型的适用范围进行了介绍。本文重点是通过有限元软件ANSYS建立了一个底框结构的模型,分别分析了底层框架柱尺寸的改变及框架柱间洞口填充对基础不均匀沉降的影响,均考虑了中部沉降大和端部沉降大两种情况。分析结果表明,两种沉降形式下,提高柱截面尺寸可改善地基的不均匀沉降,且与同时增加边柱、中柱截面尺寸相比单独增加沉降较小的柱截面尺寸效果较好;全洞口填充及提高填充墙厚度也可降低中柱与边柱之间的沉降差,但中柱沉降大时两边洞口填充效果较好,边柱沉降大时全洞口填充效果较好。本文的最后介绍了一个中部沉降大于端部沉降的底框结构不均匀沉降事故的处理案例。通过现场的勘测调查以及后期数据的处理,分析出了该事故产生的真正原因,介绍了其加固处理的方法,并详细介绍了底框部分结构刚度以及基础加强加固在该事故加固工程中的应用,为处理同类事故提供借签依据。
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