17高层建筑桩基承台板的简化计算法.pdf

第 “卷 第期建筑结构 “ “年月 ） 上海市建筑科学研究院，“ “；“） 上海市工程建设职业资格注 册中心， “ “；） 上海申元岩土工程有限公司，“ 。 上海市工程建设标准化办公室资助项目。 高层建筑桩基承台板的简化计算法 蒋利学 ） 胡绍隆 ） 朱春明 ） 霍维捷“ ） 张耀庭 ） ［提要］ 提出一种计算高层建筑桩 3 7 8 . , 2 . /，5 7 / 0 1 .4 5 , 4 6 , 5 0 2 7- 2 3 * 6 , 5- 2 3 0 1 . 3 7 84 2 7 0 5 7 09 5 . /2 7 . 0 0 , . * . 7 04 2 * 6 0 5 0 2 7 3 . , 3 2对桩基承台板进行了弹性有限 元计算分析。计算中， 混凝土的弹性模量取 1 26 2 ’ ／ “， 并对内筒位置的节点转角进行约束处理。不 考虑地下室墙体刚度的影响。初次计算结果表明， 向两端的弹簧反力略偏大， 中部弹簧竖向位移比估计 值略大， 因此对各桩弹簧常数略作调整， 向两端各三 排桩，* ’’ 4 46 1 53 5 ／， 其 余 桩* ’’ 4 4 62 1 3 “5 0 ’ ／， 按调整后的弹簧常数重 新计算承台板内力。图’， 分别为承台板沉降变形和 弯矩图。 由图’可见， 计算与实测结果吻合较好， 承台板变 形规律基本一致。 “标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 综合上述几个方面， 可以得到 减小桩距， 可以减 小沉降差， 减小承台的挠曲和弯矩， 减小上部结构的内 力； 但是会使桩受力外移现象增强， 土的分担比下降； 并且， 仅使一个方向上的桩距减小， 可能会使另一方向 上的承台挠曲、 承台弯矩、 上部结构的内力略有增加。 我们将所掌握的有关实测资料与上述分析结果作 了对比， 分析得到的主要结论都是相吻合的。 三、 调整桩距后的若干启示 从以上分析， 可以得出有益于工程设计的结论 （） 增大桩距可以增加土的分担比。由此， 出现了 以承载和省桩为主要目的的疏桩工程， 也出现了为控 制沉降和解决部分承载力的复合桩基。当然， 控制地 基变形是在满足地基承载力的基础上进行的， 在经济 上比仅仅满足地基承载力要花更大的代价； 另一方面， 采用控制沉降的复合桩基比起完全靠桩承载和约束沉 降所花的代价要小。 （“） 减小桩距对减小沉降作用较小。因此， 在设计 时， 若完全靠桩承载， 又试图采用增加桩来减小沉降， 效果比较差。 （） 减小桩距会使桩受力外移现象增强。据此， 一 方面， 应当根据桩受力的不均匀性调整桩距， 使各桩都 能被充分利用； 另一方面， 应当从整个结构体系上考 虑， 限制桩受力不均匀性的增大。 （） 仅从一个方向调整桩距， 可能使另一方向的承 台弯矩和变形、 上部结构内力有所增加。为防止出现 这种情况， 宜从两个方向同时调整桩距。 （） 减小桩距会降低土的分担比， 也不利于施工， 所以， 桩距不宜过小， 桩不宜太密、 太多。 四、 结语 土本身是一个相当复杂的混合体， 加入桩之后， 变 得更为复杂， 土桩， 再加上形式多样的上部结构， 值得 分析研究的问题实在太多。要把分析研究的结果应用 于设计实践， 更有不尽的事情待做。愿与同行们一起， 作不懈的探索 参考文献 ’建筑桩基技术规范 （ * * ）中国建筑工业出版社， * * “ ’上海市工程建设规范地基基础规范 （, - . * * *） * * * ’陆培俊关于土的变形计算同济大学学报 （自然科学版） ， * * /， （） ’陆培俊高屋建筑结构桩基土共同工作空间分析岩土工程学 报， * * ， （0） （上接第 “页） 由图可见， 在两个方向， 内筒转角均有较大的应 力集中， ，“向的最大弯矩分别达 - - 1 23／3和 0- - - 1 23／3 （均位于内筒转角） ， 但绝大部分区域的 弯矩不超过0- - - 1 23／3。考虑到应力集中区域均不 大， 如内筒转角位置弯矩超过0- - - 1 23／3的区域宽 度不超过“ 3， 该部位由内筒与承台板共同承受弯矩， 承台板按弯矩设计值0- - - 1 23／3进行配筋即可。 四、 结语 本文提出的弹簧常数法， 其参数均是桩基沉降验 算中的参数， 该方法较考虑地基基础上部结构相互 作用的电算法大大减少了计算工作量， 而计算结果合 理可靠， 可用于规则高层建筑结构的基础设计。对于 荷载及布桩不均匀的高层建筑结构的基础设计， 按初 次计算结果进行几次迭代即可。由于该方法忽略桩间 土的作用， 主要适用于软弱土上的高层建筑桩基承台 板计算。 该方法已被上海市工程建设规范 钢筋混凝土高 层建筑筒体结构设计规程（, - . ） 修订报批稿 采用。 参考文献 ’国家标准建筑地基基础设计规范 （ 4 /. *） “ ’国家行业标准建筑桩基技术规范 （ * * ） ’上海市工程建设规范地基基础设计规范 （, - . * * *） ’沈 恭上海八十年代高层建筑结构设计上海科学普及出版社， * * （上接第 /页） 影响是否超过规范规定值 （见表） ， 若不超过， 可不作 处理， 若超过， 则可比较选用悬挑基础局部处理或采取 小桩加固等措施。 （“） 计算方法 当采用悬挑基础计算时， 悬挑基础 的挑出长度应由沉降量影响的大小和范围确定， 若影 响大则悬挑长， 影响小则悬挑短， 参见图估算， 直到 满足表规定值为止。 （） 验算基底净反力。若3 5 6 ’ “ ， 地基局部不 作处理； 若3 5 6“ ’ “ ， 应作地基局部处理或调整基础 底面积。局部处理加固后的地耐力应满足3 5 6 ’ “ 的要求， 不能太高， 否则新建房屋会出现裂缝。局部加 固尽量不采用桩基， 若采用桩基加固时， 建议采用小直 径桩， 其桩长以 - 倍桩径为宜。 七、 结语 通过本文的分析与探讨， 明确了地基沉降的相互 影响对应力扩散、 沉降的控制， 对相邻建筑物基础受力 的处理及设计计算方法提出了建议， 可供设计人员参 考。并建议相邻房屋基础设计时， 除满足强度要求外， 还应用变形控制计算。 参考文献 ’陈希哲土力学地基基础 （第二版）清华大学出版社， * * . “ ’一级注册结构工程师必备规范规程汇编中国建筑工业出版社， * * /