【摘 要】
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随着我国城市化进程的加快,城市地下空间也得到了大规模开发。城市建筑结构的高度不断增加,高层及超高层建筑越来越多,基础埋深也越来越大;地下商城、地下车库等单建式地下结构也在不断增多。在地下水位较高的地区,地下结构面临着抗浮问题。如果对地下水浮力作用处理不当,则有可能造成地下结构构件损坏,甚至出现结构整体破坏的工程事故。在实际的抗浮设计中,应该考虑上部荷载、地下水浮力及基础刚度等因素对锚杆受力及筏板变
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随着我国城市化进程的加快,城市地下空间也得到了大规模开发。城市建筑结构的高度不断增加,高层及超高层建筑越来越多,基础埋深也越来越大;地下商城、地下车库等单建式地下结构也在不断增多。在地下水位较高的地区,地下结构面临着抗浮问题。如果对地下水浮力作用处理不当,则有可能造成地下结构构件损坏,甚至出现结构整体破坏的工程事故。在实际的抗浮设计中,应该考虑上部荷载、地下水浮力及基础刚度等因素对锚杆受力及筏板变形均匀性的影响。目前在地下结构的抗浮锚杆设计中,锚杆通常均匀布置布置于板底。由于地下水浮力及上部荷载对地下结构筏板的作用方式不同,将抗浮锚杆满堂均布于筏板的方式会使各锚杆受力不均匀,因此更合理的设计方法是将筏板划分为两部分,其中柱底及其周围一定范围内不布置锚杆的区域为上部荷载影响区。本文针对上部荷载影响区的划分方式以及区域内抗浮锚杆的合理布置问题开展研究,主要内容和成果包括:(1)对地下结构的抗浮设计原则及流程进行了梳理和综述。对结构抗浮相关文献及规范中关于地下水浮力的荷载分类、抗浮稳定验算、计算存在的区别进行了扼要地综述,利用算例试算对不同规范及标准中有关抗浮锚杆设计计算方法进行了对比分析。(2)提出了分别以土反力和以底板弯矩为依据的两种上部荷载影响区划分方式。以筏板基础的单建式二层地下结构为模拟研究对象,利用有限元法建立数值模型,对筏板厚度、柱轴力、地下水头等因素影响板底土反力以及板中弯矩进行计算,由此分析了两种方式划分的柱下板底上部荷载影响区的主要特征。(3)利用有限元模型,在柱跨板块下采取满堂均布、上部荷载影响区以外非均布共四种方式布置锚杆的条件下,对锚杆受力变异系数、筏板变形、筏板弯矩进行了计算比较,表明在上部荷载影响区外非均布锚杆的工作性能更好。利用不同板厚进行计算分析,对两种上部荷载影响区划分方式进行了对比,表明由底板弯矩划分的上部荷载影响区外布置锚杆更为合理。本文分析方法和对锚杆布置方式的分析结论,可供工程设计参考。
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