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桩筏基础是高层建筑普遍采用的一种重要的基础形式。通过理论研究与现场实测,人们已经建立起了多种筏板、桩土的分析模式,了解了基础刚度、地基刚度对整个结构的影响。但对于上部结构、基础和地基三者共同作用的设计理论仍不是十分成熟,有待进一步的深入研究。同时,开发相关的计算软件对于大型建筑桩筏基础的设计具有很大的实用性。 本文比较了已有的独立承台计算软件的功能和现有有限元计算软件的核心理论,总结了上部结构-桩筏基础-地基共同作用理论研究成果,在此基础上,选择合理的计算分析模型,开发相应的计算软件,并用工程实例的计算来验证理论与参数选取的合理性。主要工作包括: 1、实现了基于规范的独立承台设计软件,对十二桩以内的各种独立承台型式可以进行计算分析。包括按上海规范和全国规范计算单桩承载力、验算群桩承载力、验算承台的抗冲切抗剪切能力、计算承台受弯并进行配筋、验算桩身裂缝及计算桩基沉降等等功能,具有较大的实用性。而对几个算例结果的比较分析也验证了该软件计算的可靠性。 2、分析了大量现有的共同作用理论,分别整理了上部结构、筏板与桩土的分析模式。同时总结了现有的有限元分析软件的核心理论,在通过比较后选择了合理的模型用于自身的有限元分析软件,即采用子结构法分析上部结构,采用16结点实体退化等参元模型分析筏板,采用弹性理论分析桩土并进行修正。同时,阐述了本软件的建模过程,及相对于已有软件的改进处与创新点,包括考虑土体成层性,压缩层厚度不同,板厚不均匀等方面内容。 3、运用自行开发的有限元分析软件对一高层建筑桩筏基础实例进行计算,分析了桩筏基础沉降、筏板内力、桩顶反力等内容,从而验证了本有限元分析软件的合理性和可靠性。