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工程技术人员提出了在花岗岩残积土上的高层建筑做筏板基础的方法,但当柱距较大时用筏板基础会造成底板很厚或基础梁很大,不经济。对于这种情况,工程设计人员采用了墩+筏板基础的型式。这种基础型式国内外研究较少。本文采用有限元程序ANSYS进行分析,定量的得出了该基础型式在上部荷载作用下的受力规律。参考无梁楼盖内力的计算方法,本文提出了墩-筏基础内力的计算方法:总静力弯矩先在跨度方向,即在支座和跨中处第一次分配,然后支座负弯矩和跨中正弯矩分别在宽度方向,即柱上板带和1/2跨中板带处第二次分配。
本文首先对室内模型试验的其中一组试验进行ANSYS有限元分析,对比有限元分析和试验的结果,验证了试验的结论,即这种基础型式可以按照板承担上部荷载来考虑。
然后,运用ANSYS程序分析花岗岩残积土的物理力学性质、墩大小、墩厚度、筏板厚度、柱距对应力分配比和基础内力的影响,分别找出影响应力分配比和基础内力的主要影响因素和次要影响因素。忽略次要影响因素,考虑主要影响因素,简化了随后的定量分析的工作量。
随后,运用ANSYS程序计算了大量的算例,分析应力分配比随主要影响因素变化的规律,并对有限元分析的结果进行归纳和统计,得出应力分配比的计算公式。
接着,运用ANSYS程序计算了大量的算例,分析内力随主要影响因素变化的规律,并对有限元分析的结果进行归纳和统计,得到了墩-筏基础总静力弯矩的计算公式和弯矩分配系数的计算公式。通过归纳统计出的公式,可以求出各种不同情况下基础的内力。
最后,本文总结了墩-筏基础的设计方法,可供工程设计人员参考。