软弱地基上筏板基础与上部结构共同作用的应用研究(8)

2019-06-17 19:28

(e)边柱9的应力 (f)中柱8的应力

(g)中柱11的应力

图4-3改变上部结构刚度时框架柱的应力

由图4-3可以看出:随着上部刚度的增大,角柱、边柱的受力略有增加,中柱的受力在减少,但相比较上部刚度增加92.3%的变化而言,框架柱的应力变化是并不明显,说明改变上部结构的刚度对框架柱的受力影响不大。

图4-4改变上部结构刚度时筏板基础应力

由图4-4看出:随着上部结构刚度的增加,筏板基础的应力实际上是减少

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的,说明增加上部结构的刚度对基础受力是有益处的,但是从数值结果上比较可看出:上部刚度增加近92.3%,而基础Y向应力仅有微小的变化,说明上部刚度增加对基础应力减小的贡献是非常微弱的,仅为了减小基础受力而增大上部刚度的想法是不合理的。

图4-5改变上部结构刚度时地基土应力

由图4-5的结果可看出:随着上部结构刚度的增加,在框架中间跨的地基土应力也是在逐渐减小的。引起这一结果的原因可能是结构刚度的增加,形成上部结构的整体变形减少,相应地在筏板中部对地基土的作用力也逐渐减少。 4.3.1.2改变筏板厚度

基础的刚度主要基础所用混凝土的弹性模量和筏板基础的截面决定,由于本工程基础已使用C60的混凝土,再改变混凝土的强度不足以进行刚度的对比,故选用增加筏板厚度(见表4-4),对比分析各部分的受力,更为方便合适,详细结果见图4-6~4-8。

表4-4筏板厚度的数值

工况变化 初始厚度 筏板厚(m)

0.5

工况1 0.6

工况2 0.7

工况3 0.8

工况4 0.9

工况5 1.0

工况6 1.1

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(a)角柱1的应力 (b)角柱3的应力

(c)边柱2的应力 (d)边柱6的应力

(e)边柱9的应力 (f)中柱8的应力

(g)中柱11的应力

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图4-6改变筏板厚度时框架柱的应力

由图4-6的结果可看出:随着基础刚度的增加,角柱、边柱的受力逐渐减小,中柱的受力逐渐增大。结构本身中柱的受力较边柱大,增加筏板的厚度只是让受力大的柱受更大的力,受力小的柱受更小的力,即是危险的更加危险,而安全的更加安全,这并不是我们想要的结果。

图4-7改变筏板厚度时筏板基础应力

图4-7的结果表明:随着基础刚度的增加,筏板基础的受力是逐渐减小的,当筏板厚度由0.5m增加到0.8m时,基础的受力迅速减小;当筏板的厚度由0.8m增至1.1m时,基础的受力变化很小,或者说,在本结构中考虑到筏板自身受力因素的话,筏板的适宜厚度是0.8m。仅为了减少基础的受力而一味地增加基础厚度也是不明智的。筏板本身的受力并不大,应该综合考虑变形、受力、经济合理性。

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图4-8改变筏板厚度时地基土应力

图4-8的结果表明:随着基础刚度的增加,地基土的受力是增加的,但从另一个角度来说,地基土的受力也逐渐趋于均匀。引起这一结果的可能原因是筏板的重量增加引起地基土受力增大,也可能是筏板的刚度增加也相应增加了地基土的约束,引起地基土应力的增加。 4.3.1.3 改变土的刚度

增加土体的刚度相当于对地基土进行加固处理,增加其承载力,使其整体的沉降和变形都减小,改变此参数比较形象合理地模拟实际地基各情况,地基土参数的变动见表4-5,详细结果见图4-9~4-10。

表4-5土体刚度的数值

初始模量 工况1 工况2 工况3 工况4 工况5 工况6

②-2黄土 12.6×106 17.6×106 22.6×106 27.6×106 32.6×106 37.6×106 42.6×106 ③古土壤 14.3×106 19.3×106 24.3×106 29.3×106 34.3×106 39.3×106 44.3×106 ④-1黄土 16.0×106 21.0×106 26.0×106 31.0×106 36.0×106 41.0×106 46.0×106 ④-2黄土 16.5×106 21.5×106 26.5×106 31.5×106 36.5×106 41.5×106 46.5×106 ⑤粉质粘土

12.8×106 17.8×106 22.8×106 27.8×106 32.8×106 37.8×106 42.8×106

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