【摘要】：超大尺寸地下車庫能兼顧城市綜合體項目對建筑使用空間及功能多樣化的需求,在城市更新項目中得以廣泛應(yīng)用。在相關(guān)設(shè)計規(guī)范中,對多棟高層建筑與地下車庫存在一定剛性連接的結(jié)構(gòu)形式缺乏整體考慮,且一些大型綜合體項目在設(shè)計長度上遠(yuǎn)超相關(guān)規(guī)范限值,不均勻沉降及溫度作用極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。本文通過有限元方法對超大尺寸地下車庫裂縫產(chǎn)生的規(guī)律進(jìn)行了研究,主要工作及成果如下:(1)采用ANSYS有限元軟件分析了不均勻沉降對超大尺寸地下車庫結(jié)構(gòu)開裂的影響。發(fā)現(xiàn)將主樓與地下車庫進(jìn)行整體設(shè)計,采用筏板基礎(chǔ)連續(xù)布置,并對基礎(chǔ)板采取加厚加筋措施可以降低結(jié)構(gòu)沉降差,避免不均勻沉降導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)開裂。地下車庫邊緣、樓座與車庫連接處均為拉應(yīng)力較為集中的易開裂區(qū)域,應(yīng)配置防裂鋼筋進(jìn)行重點加強。(2)對車庫底板和頂板進(jìn)行了基于跳倉法施工過程的溫度-應(yīng)力耦合分析,分析得出:地下車庫板件在水化反應(yīng)過程中先升溫后降溫,所產(chǎn)生的內(nèi)外溫差及前后溫差均會導(dǎo)致板件產(chǎn)生溫度應(yīng)力,需做好保溫養(yǎng)護(hù)措施以防止開裂;地下車庫板件在澆筑后先受壓后受拉,其裂縫發(fā)展情況主要受到降溫速率的影響;采用跳倉法澆筑后板件溫度應(yīng)力仍大于混凝土抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值,可設(shè)置后澆帶釋放混凝土板中心區(qū)域溫度應(yīng)力,配置抗裂鋼筋抵抗混凝土板邊緣拉應(yīng)力,形成“以放為主,抗放兼?zhèn)洹钡牧芽p控制方案。(3)從設(shè)計構(gòu)造的角度出發(fā),結(jié)合本工程實際情況對可能采用的裂縫控制措施進(jìn)行了有限元模擬。結(jié)果表明:布置膨脹加強帶和誘導(dǎo)縫可以在一定程度上增加超大尺寸地下車庫的設(shè)縫間距。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU755.7;TU94
【圖文】：

(b) 地下車庫平面圖圖 2-1 高層建筑及地下車庫示意圖工程采用樁筏基礎(chǔ)，樁徑 700mm，樁長 17m，共設(shè)樁 1163 根。基礎(chǔ)墊用 C15 混凝土，頂板、頂板梁、框架柱及地下室外墻采用 C35 混凝土，地底板及基礎(chǔ)采用 C30 混凝土，樁位布置平面圖如圖 2-2 所示。

圖 2-2 樁位布置平面圖地下水位于自然地面以下 2.5m 到 7.0m，工程主要持力層為卵石，根據(jù)巖土工程勘察報告得知，量測鉆孔最大揭露厚度為 15m。由于持力層深度較大，兩側(cè)鉆孔未能鉆透，可參照均勻地基進(jìn)行考量。自基礎(chǔ)頂部向下依次為：6.85m的粉土層，2.57m 的細(xì)沙層，6.81m 的圓礫層，6.09m 的卵石層 1，3.64m 的卵石層 2（所取厚度為各層平均厚度）。取卵石為層 2 相關(guān)參數(shù)為巖土參數(shù)計算值，即端承樁的地基承載力特征值為 320kPa，各巖土層承載力指標(biāo)如表 2-1 所示。

(a) 局部有限元模型選取位置 (b) 局部有限元模型圖 2-3 高層建筑位置示意圖及局部有限元模型在有限元軟件中模擬共同作用的方法有以下兩種：一種是使用有限元 MPC方法建立地下車庫與地基基礎(chǔ)的共同作用模型，建立被約束節(jié)點與約束節(jié)點間的線性鏈接，以解決有限元單元種類選取及單元劃分大小不一致的問題，為復(fù)雜模型的單元劃分掃清障礙。另一種是通過建立地下車庫與地基基礎(chǔ)間的超單元和線性相關(guān)點，以模擬地下車庫與地基基礎(chǔ)間的共同作用�？紤]到基坑支護(hù)的影響，選擇基坑周邊外擴 10m 范圍為影響范圍，依據(jù)是四周土體的計算沉降量，通過具體的算例來確定地基土平面尺寸范圍，最大土體沉降值在地基土平面尺寸邊緣處應(yīng)小于允許值。計算結(jié)果表明上部荷載對地基沉降影響較小，說明范圍選取較為合理。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中公式 Zn=b(2.5-0.4lnb)的規(guī)定，地基壓縮作用深度取 25m，并在四周設(shè)置水平位移約束以模擬基坑邊緣約束作用。分析過程主要考慮 2-3 圖中 1#高層住宅與臨近 3 跨地下車庫相互作用的數(shù)

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本文編號：2790468