桩周土开挖条件下带侧向支撑桩屈曲稳定性数值分析
发布时间：2022-01-13 02:34
既有建筑增设地下室不仅可以解决停车难和缓解交通压力大等问题,而且还能够作为人防工程,合理利用地下空间资源,提高城市的防灾减灾能力。在增设地下空间时,需要托换桩支撑上部结构,继而才能开挖建筑下方的土体,但随着土方的开挖,桩的稳定性会降低,采用桩身加设侧向支撑的方法能有效提高桩的稳定性。所以开展桩周土开挖条件下带侧向支撑桩屈曲稳定性的研究具有重要意义。本文利用ANSYS有限元软件,第一,建立带侧向支撑桩基础受压稳定性二维数值分析模型,改变支撑加设位置、支撑线刚度比和支撑数目,研究桩屈曲极限荷载和支撑轴力的变化规律。第二,建立带侧向支撑钢筋混凝土桩基础受压稳定性三维数值分析模型,通过改变桩周土开挖深度、土工参数和桩身配筋率,研究轴压作用下桩屈曲极限荷载和支撑轴力变化规律;改变桩周土开挖深度、土工参数和荷载偏心距,研究偏压作用下桩屈曲极限荷载和支撑轴力变化规律。并提出轴压状态和偏压状态下带侧向支撑钢筋混凝土桩极限承载力计算公式。对带侧向支撑受压桩二维数值分析表明:（1）在与桩周土开挖深度的比值为0.5倍处加设1道支撑,桩屈曲极限荷载和支撑轴力达到最大。（2）随着支撑刚度的增加桩屈曲极限荷载和支...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
既有建筑地下增层桩基础托换目前，既有建筑地下增层技术是开发利用城市地下空间的重要手段之一，其技术关键
山东建筑大学硕士学位论文2这就致使桩承载力下降并引起桩基失稳，对既有建筑会产生一定的影响。桩身加设支撑就可以有效提高桩的稳定性，但现阶段，桩周土开挖条件下带侧向支撑桩的稳定性缺乏系统的理论研究，这限制了地下增层技术的推广和应用。因此对带侧向支撑桩稳定性进行理论分析和数值模拟，阐明在桩周土开挖过程中桩基础屈曲极限荷载和支撑轴力的变化规律，并提出相应的计算方法，不仅对既有建筑地下增层技术的发展有重要的指导作用，同时还可以促进我国的经济建设。1.2国内外研究现状及存在问题1.2.1既有建筑地下增层的工程实践在奥地利维也纳U3人民剧院（如图1.2）地下增层[7]的施工过程中，为提高桩基础承载力，基桩竖向每间隔2m现浇一座混凝土平台，一方面约束托换桩水平方向，另一方面将各个托换桩的桩顶相连，从而保证桩稳定性并提高桩的极限承载力。位于德国柏林的波兹坦Huth酒店是波兹坦广场在经历世界大战后遗留的唯一建筑，作为历史的见证被纳入城市重建计划中。酒店需新建地下室，其目的是连接波兹坦广场上的火车站和购物商场，该工程所用的托换桩为现浇混凝土桩（图1.3），各桩顶由一道混凝土连梁连接，同时在桩顶施加侧向支撑保证桩基础稳定性。图1.2维也纳U3人民剧院图1.3波兹坦Huth酒店1988年蒙特利尔大教堂扩大地下空间工程[8]（如图1.4、图1.5），施工人员在墙体外侧设置直径为900mm的钢管混凝土桩，并在桩顶处设两面夹住墙体的预应力托换梁以此支撑上部结构，钢管混凝土桩之间用斜撑连接，既保证桩基础的稳定性，又顺利地实现地下增层。位于哈尔滨市中央大街中段始建于上世纪20年代的―丝绒城‖商场[9]，其主体是三层砖木结构，后因发展需要增加一层地下仓库。为承担结构自重和施工期间的临时荷载，该托
山东建筑大学硕士学位论文2这就致使桩承载力下降并引起桩基失稳，对既有建筑会产生一定的影响。桩身加设支撑就可以有效提高桩的稳定性，但现阶段，桩周土开挖条件下带侧向支撑桩的稳定性缺乏系统的理论研究，这限制了地下增层技术的推广和应用。因此对带侧向支撑桩稳定性进行理论分析和数值模拟，阐明在桩周土开挖过程中桩基础屈曲极限荷载和支撑轴力的变化规律，并提出相应的计算方法，不仅对既有建筑地下增层技术的发展有重要的指导作用，同时还可以促进我国的经济建设。1.2国内外研究现状及存在问题1.2.1既有建筑地下增层的工程实践在奥地利维也纳U3人民剧院（如图1.2）地下增层[7]的施工过程中，为提高桩基础承载力，基桩竖向每间隔2m现浇一座混凝土平台，一方面约束托换桩水平方向，另一方面将各个托换桩的桩顶相连，从而保证桩稳定性并提高桩的极限承载力。位于德国柏林的波兹坦Huth酒店是波兹坦广场在经历世界大战后遗留的唯一建筑，作为历史的见证被纳入城市重建计划中。酒店需新建地下室，其目的是连接波兹坦广场上的火车站和购物商场，该工程所用的托换桩为现浇混凝土桩（图1.3），各桩顶由一道混凝土连梁连接，同时在桩顶施加侧向支撑保证桩基础稳定性。图1.2维也纳U3人民剧院图1.3波兹坦Huth酒店1988年蒙特利尔大教堂扩大地下空间工程[8]（如图1.4、图1.5），施工人员在墙体外侧设置直径为900mm的钢管混凝土桩，并在桩顶处设两面夹住墙体的预应力托换梁以此支撑上部结构，钢管混凝土桩之间用斜撑连接，既保证桩基础的稳定性，又顺利地实现地下增层。位于哈尔滨市中央大街中段始建于上世纪20年代的―丝绒城‖商场[9]，其主体是三层砖木结构，后因发展需要增加一层地下仓库。为承担结构自重和施工期间的临时荷载，该托
【参考文献】：
期刊论文
[1]GB 50017—2017《钢结构设计标准》中多高层框架-支撑架的稳定解读[J]. 童根树. 钢结构. 2019(01)
[2]钢管混凝土平缀管格构柱换算长细比计算方法[J]. 晏巧玲,陈宝春,薛建阳. 建筑科学与工程学报. 2016(06)
[3]地下增层开挖托换桩的屈曲稳定临界荷载分析[J]. 单华峰,夏唐代,俞峰,胡军华,潘金龙. 浙江大学学报(工学版). 2016(08)
[4]钢管临时结构整体稳定性数值分析[J]. 杨耀,方淑君. 钢结构. 2016(06)
[5]建筑施工临时支撑结构分类及稳定性分析[J]. 罗尧治,郑延丰,谢俊乔,陈红,施炳华,肖绪文. 建筑结构学报. 2016(04)
[6]桩周土开挖条件下桩基础屈曲稳定性分析[J]. 贾强,李际平,张全立,张鑫. 山东建筑大学学报. 2014(06)
[7]济南商埠区历史建筑地下增层工程设计与施工[J]. 贾强,张鑫,夏风敏,谭天乐,王继国. 山东建筑大学学报. 2014(05)
[8]地下增层工程中既有结构变形控制技术研究[J]. 文颖文,刘松玉,胡明亮,张国柱. 岩土工程学报. 2013(10)
[9]基桩的竖向稳定性分析[J]. 张荣海,杨艳. 兰州理工大学学报. 2012(01)
[10]具有多道弹性支撑杆的钢柱稳定计算[J]. 陈绍蕃. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2011(02)
博士论文
[1]竖向荷载下纵向柱列支撑的设计方法研究[D]. 赵金友.哈尔滨工业大学 2009
[2]钢管混凝土格构柱轴压性能的试验研究与分析[D]. 廖彦波.清华大学 2009
[3]纵向支撑框架稳定性分析及支撑设计要求[D]. 李东.浙江大学 2005
[4]基桩屈曲稳定分析的理论与试验研究[D]. 邹新军.湖南大学 2005
硕士论文
[1]带侧向支撑钢管桩桩周土开挖条件下稳定性研究[D]. 张永庆.山东建筑大学 2018
[2]大比尺钢管桩桩周土开挖条件下稳定性试验研究[D]. 王浩东.山东建筑大学 2017
[3]桩周土开挖条件下钢筋混凝土粧稳定性试验研究[D]. 李成龙.山东建筑大学 2017
[4]基于虚拟嵌固点法计算桩基稳定性的数值分析和模型试验[D]. 栾树.山东建筑大学 2016
[5]桩周土开挖条件下钢管桩屈曲稳定性试验研究[D]. 李际平.山东建筑大学 2015
[6]软土地基考虑剪切变形的中长桩稳定性研究[D]. 颜迎胜.湖南大学 2010
[7]考虑桩土相互作用下高墩—桩基体系屈曲稳定性分析及研究[D]. 王杜鹃.湖南大学 2011
[8]既有建筑物托换构件的研究与设计[D]. 郑爱萍.山东建筑大学 2010
[9]缀板式格构柱轴压整体稳定性能研究[D]. 朱云萍.西南交通大学 2006
[10]门式刚架轻型钢结构中支撑体系的研究[D]. 张陈丽.东南大学 2004
本文编号：3585895
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
既有建筑地下增层桩基础托换目前，既有建筑地下增层技术是开发利用城市地下空间的重要手段之一，其技术关键
山东建筑大学硕士学位论文2这就致使桩承载力下降并引起桩基失稳，对既有建筑会产生一定的影响。桩身加设支撑就可以有效提高桩的稳定性，但现阶段，桩周土开挖条件下带侧向支撑桩的稳定性缺乏系统的理论研究，这限制了地下增层技术的推广和应用。因此对带侧向支撑桩稳定性进行理论分析和数值模拟，阐明在桩周土开挖过程中桩基础屈曲极限荷载和支撑轴力的变化规律，并提出相应的计算方法，不仅对既有建筑地下增层技术的发展有重要的指导作用，同时还可以促进我国的经济建设。1.2国内外研究现状及存在问题1.2.1既有建筑地下增层的工程实践在奥地利维也纳U3人民剧院（如图1.2）地下增层[7]的施工过程中，为提高桩基础承载力，基桩竖向每间隔2m现浇一座混凝土平台，一方面约束托换桩水平方向，另一方面将各个托换桩的桩顶相连，从而保证桩稳定性并提高桩的极限承载力。位于德国柏林的波兹坦Huth酒店是波兹坦广场在经历世界大战后遗留的唯一建筑，作为历史的见证被纳入城市重建计划中。酒店需新建地下室，其目的是连接波兹坦广场上的火车站和购物商场，该工程所用的托换桩为现浇混凝土桩（图1.3），各桩顶由一道混凝土连梁连接，同时在桩顶施加侧向支撑保证桩基础稳定性。图1.2维也纳U3人民剧院图1.3波兹坦Huth酒店1988年蒙特利尔大教堂扩大地下空间工程[8]（如图1.4、图1.5），施工人员在墙体外侧设置直径为900mm的钢管混凝土桩，并在桩顶处设两面夹住墙体的预应力托换梁以此支撑上部结构，钢管混凝土桩之间用斜撑连接，既保证桩基础的稳定性，又顺利地实现地下增层。位于哈尔滨市中央大街中段始建于上世纪20年代的―丝绒城‖商场[9]，其主体是三层砖木结构，后因发展需要增加一层地下仓库。为承担结构自重和施工期间的临时荷载，该托
山东建筑大学硕士学位论文2这就致使桩承载力下降并引起桩基失稳，对既有建筑会产生一定的影响。桩身加设支撑就可以有效提高桩的稳定性，但现阶段，桩周土开挖条件下带侧向支撑桩的稳定性缺乏系统的理论研究，这限制了地下增层技术的推广和应用。因此对带侧向支撑桩稳定性进行理论分析和数值模拟，阐明在桩周土开挖过程中桩基础屈曲极限荷载和支撑轴力的变化规律，并提出相应的计算方法，不仅对既有建筑地下增层技术的发展有重要的指导作用，同时还可以促进我国的经济建设。1.2国内外研究现状及存在问题1.2.1既有建筑地下增层的工程实践在奥地利维也纳U3人民剧院（如图1.2）地下增层[7]的施工过程中，为提高桩基础承载力，基桩竖向每间隔2m现浇一座混凝土平台，一方面约束托换桩水平方向，另一方面将各个托换桩的桩顶相连，从而保证桩稳定性并提高桩的极限承载力。位于德国柏林的波兹坦Huth酒店是波兹坦广场在经历世界大战后遗留的唯一建筑，作为历史的见证被纳入城市重建计划中。酒店需新建地下室，其目的是连接波兹坦广场上的火车站和购物商场，该工程所用的托换桩为现浇混凝土桩（图1.3），各桩顶由一道混凝土连梁连接，同时在桩顶施加侧向支撑保证桩基础稳定性。图1.2维也纳U3人民剧院图1.3波兹坦Huth酒店1988年蒙特利尔大教堂扩大地下空间工程[8]（如图1.4、图1.5），施工人员在墙体外侧设置直径为900mm的钢管混凝土桩，并在桩顶处设两面夹住墙体的预应力托换梁以此支撑上部结构，钢管混凝土桩之间用斜撑连接，既保证桩基础的稳定性，又顺利地实现地下增层。位于哈尔滨市中央大街中段始建于上世纪20年代的―丝绒城‖商场[9]，其主体是三层砖木结构，后因发展需要增加一层地下仓库。为承担结构自重和施工期间的临时荷载，该托
【参考文献】：
期刊论文
[1]GB 50017—2017《钢结构设计标准》中多高层框架-支撑架的稳定解读[J]. 童根树. 钢结构. 2019(01)
[2]钢管混凝土平缀管格构柱换算长细比计算方法[J]. 晏巧玲,陈宝春,薛建阳. 建筑科学与工程学报. 2016(06)
[3]地下增层开挖托换桩的屈曲稳定临界荷载分析[J]. 单华峰,夏唐代,俞峰,胡军华,潘金龙. 浙江大学学报(工学版). 2016(08)
[4]钢管临时结构整体稳定性数值分析[J]. 杨耀,方淑君. 钢结构. 2016(06)
[5]建筑施工临时支撑结构分类及稳定性分析[J]. 罗尧治,郑延丰,谢俊乔,陈红,施炳华,肖绪文. 建筑结构学报. 2016(04)
[6]桩周土开挖条件下桩基础屈曲稳定性分析[J]. 贾强,李际平,张全立,张鑫. 山东建筑大学学报. 2014(06)
[7]济南商埠区历史建筑地下增层工程设计与施工[J]. 贾强,张鑫,夏风敏,谭天乐,王继国. 山东建筑大学学报. 2014(05)
[8]地下增层工程中既有结构变形控制技术研究[J]. 文颖文,刘松玉,胡明亮,张国柱. 岩土工程学报. 2013(10)
[9]基桩的竖向稳定性分析[J]. 张荣海,杨艳. 兰州理工大学学报. 2012(01)
[10]具有多道弹性支撑杆的钢柱稳定计算[J]. 陈绍蕃. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2011(02)
博士论文
[1]竖向荷载下纵向柱列支撑的设计方法研究[D]. 赵金友.哈尔滨工业大学 2009
[2]钢管混凝土格构柱轴压性能的试验研究与分析[D]. 廖彦波.清华大学 2009
[3]纵向支撑框架稳定性分析及支撑设计要求[D]. 李东.浙江大学 2005
[4]基桩屈曲稳定分析的理论与试验研究[D]. 邹新军.湖南大学 2005
硕士论文
[1]带侧向支撑钢管桩桩周土开挖条件下稳定性研究[D]. 张永庆.山东建筑大学 2018
[2]大比尺钢管桩桩周土开挖条件下稳定性试验研究[D]. 王浩东.山东建筑大学 2017
[3]桩周土开挖条件下钢筋混凝土粧稳定性试验研究[D]. 李成龙.山东建筑大学 2017
[4]基于虚拟嵌固点法计算桩基稳定性的数值分析和模型试验[D]. 栾树.山东建筑大学 2016
[5]桩周土开挖条件下钢管桩屈曲稳定性试验研究[D]. 李际平.山东建筑大学 2015
[6]软土地基考虑剪切变形的中长桩稳定性研究[D]. 颜迎胜.湖南大学 2010
[7]考虑桩土相互作用下高墩—桩基体系屈曲稳定性分析及研究[D]. 王杜鹃.湖南大学 2011
[8]既有建筑物托换构件的研究与设计[D]. 郑爱萍.山东建筑大学 2010
[9]缀板式格构柱轴压整体稳定性能研究[D]. 朱云萍.西南交通大学 2006
[10]门式刚架轻型钢结构中支撑体系的研究[D]. 张陈丽.东南大学 2004
本文编号：3585895
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3585895.html
