地基不均匀沉降对上部框架结构的影响分析

论文摘要

如何解决地基不均匀沉降对上部结构产生的过大变形、裂缝、倾斜甚至倒塌等不利影响是工程建设和地基基础科学面临的重大问题。本文研究建筑结构地基不均匀沉降的关键成因、对上部结构的影响以及可以采取的控制措施,不但在科学上有重要的理论意义,而且具有重大的王程应用价值。1、综述了建筑结构地基不均匀沉降的危害、国内外关于不均匀沉降及其控制的研究现状和进展。分析了引起地基不均匀沉降的关键因素,这些因素是为不均匀沉降的控制措施和方法的提出提供依据。2、考虑结构刚度形成模式时地基基础不均匀沉降对上部框架结构的影响研究。本文以一单跨四层框架为例,应用结构分析软件SATWE,研究了地基基础不均匀沉降对上部结构内力和变形的影响。通过两种不同的结构刚度形成模型的分析,表明地基基础不均匀沉降因结构刚度形成方式的不同,其对上部结构的内力影响会有很大的不同,特别是沉降点附近的柱轴力差别较大,考虑结构刚度一次形成得出的计算结果比刚度分层形成得出的结果要大;局部不均匀沉降对附近楼层、周围构件影响比较大,对其他楼层、其他构件影响较小。3、地基基础不均匀沉降的不同作用方式对上部框架结构的影响研究。本文以一个多跨四层框架为例,应用结构分析软件SATWE,研究了几种典型的地基不均匀沉降方式对上部结构的影响,通过这几种不均匀沉降作用方式的影响分析,表明它们的影响结果差异比较大,对比可以看出:结构整体倾斜对上部结构产生的内力影响最小,而局部沉降对其周围的构件的影响最大,所以在进行结构基础设计时应尽量设计成整体基础,使结构即使在出现不均匀沉降时将更易趋向于整体倾斜,达到消弱不均匀沉降的影响。应尽量避免出现局部沉降或在可能出现局部沉降的地方加强该处构件。4、阐述了一些关于监测理论方面的知识,并以武汉市某单位业务科技楼为例,说明对该工程相应的监测方法、监测过程及监测结果,通过对该工程的不均匀沉降的影响分析,表明与前面的分析结果基本符合。5、地基基础不均匀沉降的控制方法研究。从建筑、结构和施工等几个方面来提出了关于控制不均匀沉降的方法和措施,其主要都是从不均匀沉降产生的根本原因出发提出的针对性的解决方案,而且都是以预防为主,事后处理为辅的方法。这些方法和措施为今后结构设计与施工提供了一些参考意见。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基础不均匀沉降研究的现状
• 1.3 本文的主要工作
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 主要创新点
• 第二章 不均匀沉降的危害及成因分析
• 2.1 基础不均匀沉降的危害
• 2.2 引起基础不均匀沉降的原因
• 2.3 本章小结
• 第三章 考虑结构刚度形成模式时不均匀沉降的影响分析
• 3.1 分析模型及计算方法
• 3.1.1 分析模型
• 3.1.1.1 相关假定
• 3.1.1.2 相关参数
• 3.1.2 计算方法
• 3.1.2.1 有限单元法的原理
• 3.1.2.2 有限元法的计算软件
• 3.2 结构整体刚度一次形成模式
• 3.2.1 基本理论
• 3.2.2 计算结果及分析
• 3.3 结构整体刚度分层形成模式
• 3.3.1 基本理论
• 3.3.2 计算结果与分析
• 3.4 两种分析模式的对比
• 3.5 本章小结
• 第四章 不均匀沉降的不同作用方式对上部结构的影响
• 4.1 引用模型
• 4.1.1 模型相关参数
• 4.1.2 其他相关条件和计算方法
• 4.2 局部沉降对上部结构的影响
• 4.2.1 第一沉降点处产生局部沉降
• 4.2.2 第二沉降点处产生局部沉降
• 4.2.3 第三沉降点处产生局部沉降
• 4.2.4 第四沉降点处产生局部沉降
• 4.2.5 局部沉降对上部结构影响的分析结果
• 4.3 直线形整体沉降对上部结构的影响
• 4.4 抛物线形整体沉降对上部结构的影响
• 4.5 三种不同作用方式的对比分析
• 4.6 试验模型验证
• 4.7 本章小结
• 第五章 实例工程的分析
• 5.1 工程概况
• 5.2 工程的沉降变形监测及其结果
• 5.2.1 沉降变形监测的相关理论
• 5.2.2 工程的沉降变形监测方案
• 5.2.3 工程的沉降变形监测结果
• 5.3 工程计算与分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 基础不均匀沉降的控制措施
• 6.1 建筑措施
• 6.1.1 建筑物体型应力求简单
• 6.1.2 控制建筑物的长高比
• 6.1.3 合理布置纵横墙
• 6.1.4 合理安排相邻建筑物之间的距离
• 6.1.5 设置沉降缝
• 6.1.6 控制与调整建筑物各部分标高
• 6.2 结构措施
• 6.2.1 减轻建筑物的自重
• 6.2.2 减小或调整基底的附加压力
• 6.2.3 增强基础刚度
• 6.2.4 采用对不均匀沉降不敏感的结构
• 6.2.5 设置圈梁
• 6.3 施工措施
• 6.3.1 逆作法
• 6.3.2 后浇带法
• 6.3.3 通过控制地下水位控制不均匀沉降
• 6.3.4 应力解除法
• 6.3.5 顶升法
• 6.4 其它措施
• 6.4.1 新型筏基
• 6.4.2 加垫苯乙烯（EPS板）
• 6.4.3 复合基础法
• 6.4.4 地基处理措施
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要研究成果
• 7.2 相关问题的研究建议
• 参考文献
• 硕士期间公开发表的论文
• 致谢