高层建筑厚筏基础受力试验研究及拓扑优化PPT

1、高层建筑厚筏基础受力试验研究及拓扑优化主要内容：本研究所主要研究方向及成果简介本文主要研究内容本研究所主要研究方向及成果简介高层建筑基础结构健康诊断结构减震控制选择了一幢平面布置为L形的工程，对基础进行现场测试。对从筏基浇筑开始到主体结构建成的基础钢筋应力和基底反力的试验数据进行了分析；在对基于板土相互作用的厚筏基础进行有限元分析的基础上，采用变密度法建立筏板的拓扑优化模型，选取序列线性规划法对筏板进行了拓扑优化设计。本文主要研究内容现场试验工程概况甘肃省公路局高层商住楼地处兰州市闵家桥，是一座集商贸、办公、住宅等于一体的多功能综合性高层建筑。该建筑为平面L形双塔结构，地下2层，地上29层。工

2、程采用筏形基础，地上为钢筋混凝土框剪结构。筏基埋深约为9.70 m，厚度为1.8m。本建筑的双塔结构形式基本一致，其下结构亦以图中双斜线为对称轴基本对称。因此，本试验选择轴线K到轴线T之间的区域为试验区域。 现场试验分析结果沿着筏基长轴各个部位地基反力 结构竣工沿着筏基短轴各个部位地基反力 结构竣工筒体边缘筒体中心轴线3的钢筋应力值结构竣工边跨跨中与剪力墙相连的柱底筏基边缘6轴线剖面的钢筋应力 结构竣工长轴Q剖面的钢筋应力值 筒体边缘筒体与柱之间结构竣工小结沿着筏基长、短轴的地基反力分布是不均匀的。筏基边缘的地基反力明显较小，而地基反力相对集中在筒体部位。 筏板混凝土浇注完成以后，由于混凝土产

3、生收缩，在筏板内产生一定的预压应力，使得钢筋都处于受压状态。这部分预压应力在设计时应该加以注意。 从测试到的钢筋应力值来看，钢筋的实际受力远小于设计值，钢筋的承载力远远没有发挥出来。这主要是基础的刚度设计一般都偏大，基础配筋量一般也较大，而基础的变形一般又都较计算值小得多，因此基础内力远小于计算值。说明在相互作用的计算模型中考虑非线性因素的必要性；考虑板土相互作用的筏板有限元模型 1.筏板分析:采用根据Mindlin中厚板理论构造的八结点等参单元模拟筏板。筏板中的钢筋的处理，主要采用刚度等效的方法调整弹性模量的整体式模型2.土体的模型尺寸、边界条件与网格划分 基于板土相互作用的厚筏基础的拓扑优

4、化 拓扑优化模型 Min s.t 密度与各实际物理参数之间的关系 幂函数模式： 函数性质 :1)连续性： 2)单增性： 3)01性： 基于序列线性规划法的拓扑优化求解 将目标函数和约束条件在初始迭代点附近展开成略去二次项及其以上的高次项的泰勒级数： 将目标函数和约束条件在初始迭代点附近转化为一个线性规划问题 ： Min s.t 收敛条件：实测工程厚筏基础的拓扑优化设计 3200012000结论利用变密度法建立筏形基础的拓扑优化模型，采用序列线性规划法求解的筏板的拓扑优化设计结果能较为清楚地反映筏板内应力分布的宏观规律。 当建筑的上部结构为筒体时，筒体部位的地基反力比其它部位大，合理的布置筒体的位置可调整由地基反力引起的基础整体弯矩的大小；在筏形基础边缘有一定的悬挑宽度，可以防止在基础边缘出现应力集中现象；谢谢大家！高层建筑基础不规则平面筏形基础内力分析及优化 桩-箱、桩-筏与结构共同工作及优化 高层建筑基础厚板筏式基础现场试验结