本文關(guān)鍵詞：基于地基不均勻沉降的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

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【摘要】：隨著時代的進步,多元化建筑物的大規(guī)模使用以及地質(zhì)的復(fù)雜多樣性,對結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性及可靠性的要求更高,只有結(jié)構(gòu)設(shè)計達到安全穩(wěn)定的要求,建筑物才能更大程度的減少潛在危險。另外,由地基不均勻沉降而引起的建筑事故時有發(fā)生,為了更好的了解地基不均勻沉降對上部框架結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律,減少框架結(jié)構(gòu)事故的發(fā)生及危害,非常有必要對不均勻地基上的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計進行深入的研究,為實際工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計與加固提供重大參考價值。本文首先運用ANSYS有限元軟件,建立含有基礎(chǔ)、梁、板和柱的整體結(jié)構(gòu)模型,模擬分析基礎(chǔ)的不均勻沉降對上部框架結(jié)構(gòu)的影響;然后,進行單層空間框架結(jié)構(gòu)試驗,觀察記錄試件在基礎(chǔ)不均勻沉降過程中的變形和裂縫發(fā)展規(guī)律;最后,將ANSYS運算結(jié)果與室內(nèi)試驗成果相結(jié)合,總結(jié)歸納出基礎(chǔ)的不均勻沉降對上部框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變以及裂縫的影響規(guī)律。室內(nèi)試驗結(jié)果中當(dāng)沉降差為0.004L(L為相鄰柱距),ANSYS模擬運算結(jié)果中當(dāng)沉降差值為0.00357L,出現(xiàn)肉眼可見的微裂縫,驗證了《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011中,中低壓縮性土相鄰柱沉降差允許值0.002L和高壓縮性土為0.003L的規(guī)定是具有很大的安全性,同時也驗證了ANSYS有限元模擬運算具有一定的可靠性;基礎(chǔ)不均勻沉降量相同的條件下,中跨基礎(chǔ)不均勻沉降對上部框架構(gòu)件的影響程度比邊跨的大;當(dāng)基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降時,相同沉降條件下,跨度較小的相鄰梁更容易產(chǎn)生破壞。運用ANSYS有限元模擬分析地基剛度、基礎(chǔ)剛度和地下孔洞對上部框架結(jié)構(gòu)不均勻沉降的影響規(guī)律:不均勻地基剛度差值的大小影響框架結(jié)構(gòu)的不均勻沉降,但是影響程度要小于地基剛度對框架結(jié)構(gòu)的影響;在地基剛度一定的條件下,條形基礎(chǔ)的承載能力以及穩(wěn)定性比獨立基礎(chǔ)強;不同的基礎(chǔ)剛度,對不均勻地基上的框架結(jié)構(gòu)不均勻沉降的影響程度不同,基礎(chǔ)剛度和模量E、慣性矩I有關(guān),基礎(chǔ)剛度越大,影響程度越大;洞穴所在的位置不同,對上部框架結(jié)構(gòu)不均勻沉降的影響程度也不同;相同條件下,同一基礎(chǔ)交叉點周圍孔洞區(qū)域范圍越廣,對基礎(chǔ)的影響程度越大;若基礎(chǔ)梁底部具有孔洞,則橫跨孔洞的基礎(chǔ)梁和基礎(chǔ)梁梁兩端交叉點所受的影響較大;地基土層沒有孔洞時,基礎(chǔ)在底部所受的應(yīng)力始終為壓應(yīng)力,在交叉點頂部為壓應(yīng)力,在基礎(chǔ)梁頂部為拉應(yīng)力,橫跨洞穴的基礎(chǔ)梁會改變原有的應(yīng)力性質(zhì)和大小。這些規(guī)律可為實際工程設(shè)計與加固提供指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：地基 不均勻沉降 框架 設(shè)計分析 ANSYS
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU433
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題背景和意義12
• 1.2 地基不均勻沉降產(chǎn)生的原因12-15
• 1.2.1 地基土本身存在的問題13-14
• 1.2.2 勘察方面14
• 1.2.3 設(shè)計方面14
• 1.2.4 施工方面14-15
• 1.2.5 周邊建筑15
• 1.2.6 外界環(huán)境15
• 1.3 地基不均勻沉降防治措施15-17
• 1.3.1 確保地質(zhì)勘察報告是真實可靠的15
• 1.3.2 建筑設(shè)計15-16
• 1.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計16
• 1.3.4 建筑施工16-17
• 1.3.5 其它17
• 1.4 地基不均勻沉降研究現(xiàn)狀17-18
• 1.5 本文的研究工作18-20
• 第二章 框架結(jié)構(gòu)有限元模型的建立20-30
• 2.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選用的模型種類20
• 2.2 ANSYS模型選用的單元類型20-24
• 2.2.1 SOLID6521-24
• 2.2.2 COMBIN1424
• 2.3 鋼筋混凝土材料參數(shù)的定義24-27
• 2.3.1 混凝土的破壞準(zhǔn)則24-26
• 2.3.2 混凝土材料的本構(gòu)關(guān)系26-27
• 2.3.3 鋼筋材料的本構(gòu)關(guān)系27
• 2.4 地基模型種類27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第三章 基于基礎(chǔ)不均勻沉降對上部框架結(jié)構(gòu)的影響分析30-52
• 3.1 有限元模擬分析30-31
• 3.1.1 ANSYS模型的建立30-31
• 3.1.2 工況的設(shè)定31
• 3.2 有限元研究分析基礎(chǔ)的不均勻沉降對框架結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律31-40
• 3.2.1 各工況下應(yīng)變變化規(guī)律31-35
• 3.2.2 各工況下應(yīng)力變化規(guī)律35-39
• 3.2.3 各工況下裂縫分布規(guī)律39-40
• 3.3 室內(nèi)試驗研究分析基礎(chǔ)不均勻沉降對框架結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律40-50
• 3.3.1 試驗設(shè)計40-42
• 3.3.2 裂縫的發(fā)展過程42-44
• 3.3.3 梁柱各測點的應(yīng)變變化過程44-48
• 3.3.4 框架結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化過程48-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第四章 基于不均勻地基的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計分析52-82
• 4.1 工程簡介52-55
• 4.2 地基剛度對框架結(jié)構(gòu)不均勻沉降的影響55-62
• 4.2.1 工況的分類55-57
• 4.2.2 地基剛度對上部框架結(jié)構(gòu)不均勻沉降的影響分析57-62
• 4.3 基礎(chǔ)剛度對框架結(jié)構(gòu)不均勻沉降的影響62-66
• 4.3.1 條形基礎(chǔ)配筋對框架結(jié)構(gòu)不均勻沉降的影響62-65
• 4.3.2 條形基礎(chǔ)尺寸對框架結(jié)構(gòu)不均勻沉降的影響65-66
• 4.4 孔洞對框架結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的影響66-79
• 4.4.1 工況的設(shè)定66-67
• 4.4.2 孔洞對基礎(chǔ)不均勻沉降量的影響規(guī)律67-73
• 4.4.3 孔洞對基礎(chǔ)正應(yīng)力的影響規(guī)律73-79
• 4.4.4 孔洞對基礎(chǔ)裂縫的影響規(guī)律79
• 4.5 本章小結(jié)79-82
• 第五章 結(jié)論與展望82-84
• 5.1 研究成果82-83
• 5.2 不足與展望83-84
• 參考文獻84-88
• 致謝88-90
• 附錄90

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：753802