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                                    公司新聞

                                    基礎剛度對高層建筑抗震設計有哪些影響??



                                    基礎剛度對高層建筑抗震設計有哪些影響?


                                    基礎嵌固端的假定是多年來我們經常做的,包括現在有地下室的,或者沒有地下室我們的假定就是嵌固端,但是我們做試樁就是一公分、兩公分這樣的。剛度是有限的,我們一個樁放在這樁頂要發生轉動的,所以有限基礎剛度應該是像我后面做的這個假定。這個是美國ATC40,我把它反過來。對我們來說有地下室的高層建筑,和沒有地下室的高層建筑,基礎的剛度和基礎計算的模型很顯然是有所不同的。


                                    不管怎么樣,我們都可以用一定的簡化的方法,這是無地下室的模型,有地下室的可能用一個集中的彈簧模擬地下室周邊的主體的嵌固端,我們經常談到建筑物的嵌固問題,實際上嵌固就是通過這些剛度來實現的。


                                    基礎剛度對高層建筑抗震設計有哪些影響?

                                    樁基的計算方法。

                                    因為在我們目前的規程里面,關于地基礎我們著重偏向于承載力,沒有涉及到基礎剛度問題。因此,在這邊我會稍微花一點時間介紹一下剛度確定原則。我們國家已經給出了樁基剛度一整套的計算方法,國家大的復雜的項目里面都引入了樁基剛度,進行了底板計算分析,我相信大家也用過,這里面包括了水平剛度、轉動剛度以及耦合剛度,對樁的剛度就是這么幾個參數,有的是通過試驗、試裝來定。


                                    基礎剛度對高層建筑抗震設計有哪些影響?

                                    天然地基的剛度水平計算。

                                    天然地基同樣也存在著豎向和水平的剛度,這就是我們天然地基的一些天然剛度。美國的ATC-30給出了基礎的數,天然地基的剛度水平計算公式。


                                    基礎剛度對高層建筑抗震設計有哪些影響?

                                    地下室外側土體水平剛度。

                                    這里面實際本質上都是涉及到一個土體,平面外的,水平方向的一個剛度。當然這個跟土地的減輕模量,地下水的情況都有關。很復雜,但是不管怎么樣,這個剛度是客觀存在的,而不能把它自己不動腳剛度無窮大進入我們的剛度。


                                    我在這里提到三種,我們碰到的樁基,天然地基簡化的計算方法,有些并不是簡化,是通過試驗驗證的。這部分工作是一個科研,隨著我們的試驗不斷進行下去,這個是可以得到正確解的。


                                    當我們引入基礎剛度的時候,結構的側移動剛度將會減少,結構自振周期有所增大,高層建筑的總地震作用有所減小。另外一方面,邊界條件的改變將導致結構在地震作用下絕對位移有所增大內力分布發生變化。


                                    我們先做了一個對框架結構,我們舉了一個框架實例。五種典型工程,第一種框架結構是12層的框架結構。我們采用了這樣人工挖孔樁,根據這些參數我們可以得到基礎嵌固端的數據,那么由于基礎剛度的確定是非常復雜的因素,我在這里引入我們按照規范定的中間值,上下各變化兩倍,看看誰的基礎剛度變化以后帶來結構影響。這也是一種哲學,這個有限元模型在這里,首先看模態,我們可以看到基礎嵌固和基礎有限剛度引入進去后,這個是顯而易見的。每個模態的周期都會增大。周期增大,接下去會剪力地震。水平位移可以看到引入基礎剛度以后,結構絕對水平位移和層間水平位移都有所增大,增大的幅度有20%到30%。但是基礎的平動剛度和基礎的轉動,這個包括了整體結構的平動。當我們把這兩部分的位移扣除以后,真正地震作用下產生的影響就小了。這就是對變形分析的結論。


                                    由于嵌固端假定換成有限剛度數以后,結構的內力發生了變化。原來柱里的*大彎度在柱根,現在走到了上端。這個增大后可以增加70%以上,下端可以減少40%左右。這個是前面的分析,不管是變形還是內力,基本上都是一樣。可以看到基礎嵌固端假定并不一定都是偏于安全的,由于基礎的嵌固,就把底層柱的上端安全度變小了。同時,底層柱的面積算大了,也是不合理的。我們可以看到汶川震壞的框架是底層的柱底看不到。


                                    基礎剛度對高層建筑抗震設計有哪些影響?

                                    基礎剛度對剪力墻的影響。

                                    這也是書里面的第二種類型,剪力墻結構,一個典型100米高的30多層的住宅,也是我們配的樁基的剛度,模型引入,大家可以看到這樣的模型就和我們原來嵌固端的模型就不一樣了。在這個模型基礎上我們進行了模態分析,可以看到也是周期在增大。增大的量級并不是我們想象的一下會增加很大,因為畢竟還是有基礎剛度的,并不是無剛度的基礎。基礎如果沒有剛度,這個房子就不成立了。


                                    扣除了整體平動和轉動,位移比嵌固端的位移有效,因此規范的位移限制還是可用的。當我們基礎不是嵌固端的時候,首當其沖第一個問題,結構剛度退化了。退化以后,我們看看對剪切型的框架結構是怎么樣的一個情況,底層柱的低值有所減小,這個跟基礎剛度發展關系,可以得到一個修正項,我們現在講的是基礎平動加轉動的位移我們要扣除。可以看到,整個彎曲型結構當中會有一個修正項,總而言之是會有一個減小的。內力分布會發生變化,第二個方面對整體結構的穩定會發生影響。隨著剛度的退化,如果是按照現在規范的規定執行只需要有所增加,昨天晚上我跟徐院長還在討論,如果是我們引入基礎剛度,在嵌固端情況下側移剛度的限制,是否要放松?否則的話我們剛度還要增大,到底怎么定,我覺得還要再做工作,但是不管怎么樣,我們不用一個虛幻飄渺的嵌固端是我們在地球、宇宙存在的客觀情況,我們要不斷的追求真理。


                                    對彎曲性結構也同樣引入了基礎剛度以后,側移結構有所退化。因此我們根據穩定計算的方法求解等等,*后得到了基礎有限剛度和一些剛度的值,可得到有些剛度和基礎剛度是多少。


                                    基礎剛度對高層建筑抗震設計有哪些影響?

                                    我們什么樣基礎剛度是合適的。

                                    基礎剛度作為客觀存在,不可能無窮大,但是基礎剛度低了以后就不行,所以這中間就有一個辯證的關系,基礎剛度無窮大我們也做不到,造價也不可能,實際也不可能,但是也不能無限制的退,所以我們就提出基礎剛度的范圍。根據這樣一個比值來看,現在我們目前假定的嵌固端的范圍大概是需要略微有所提升。從1.4到1.5,2.7到2.9。是不是這個值比現在范圍要加強一些,這個是有待大家研究的,但是客觀現實的事實還是存在的。


                                    基礎剛度對高層建筑抗震設計有哪些影響?

                                    隔震結構怎么辦?

                                    平動剛度對結構的穩定性是沒有影響的。轉動剛度影響很大,*近我的博士生在做框減結構。下面一動上面框減就亂了,所以大家可以看到我們做設計的時候很多事情要想清楚的。接下去就是要在研究上我們對基礎的剛度還是要有控制和保障,根據整體結構的轉動剛度我們可以反過來看,隔震結構基礎要有一定的豎向剛度,或者有一個合適的整體的轉動剛度,根據前面非常好的整體轉動剛度和要求。


                                    基礎剛度的引入改變了內力分布局部影響。第二引入基礎剛度,將導致整體結構剛度退化,上部結構剛度需有所增強。基礎剛度應處于合適區間,以保證結構整體穩定和抗震要求。隔震結構,基礎平動剛度退化,地震作用及其效應減小結構整體穩定不受基礎平動剛度影響,但基礎轉動剛度需注意予以保證



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                                                                              3. <output id="tr7m3"><font id="tr7m3"><nobr id="tr7m3"></nobr></font></output>

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                                                                                      1. <output id="tr7m3"><font id="tr7m3"></font></output>
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                                                                                                1. <output id="tr7m3"></output>

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