有限元数值分析在高层建筑逆作法中的应用研究

论文摘要

随着城市文明程度的提高与施工技术的发展,建筑施工场地和环境的要求日趋严格,采用逆作法技术进行深基坑支护的地下工程逐渐增多。逆作法技术能够很好地解决基坑施工周期长、对周围环境影响大、支护费用高的问题,这为城市的多层及高层建筑基坑施工,尤其是旧城改造提供了一个行之有效的办法。无论是理论与实践,逆作法技术均还有大量的问题需要研究探索,这涉及到为逆作法技术提供可靠的分析手段,以便指导整个逆作法施工过程,确定施工方案、施工顺序,关键施工技术的改进,降低逆作法的施工成本,加快施工速度,控制施工中出现的问题等多方面的因素。本文在介绍逆作法施工设计方法的基础上,结合工程实例,运用有限元软件ANSYS,计算分析了逆作法中的一些问题。其主要研究内容有以下方面:1、简要介绍了逆作法工艺在国内外的应用和发展状况以及逆作法的优点和存在的问题。2、介绍逆作法中的重要构件——地下连续墙和中间支撑柱等的设计及施工方法。3、以实际工程为依托,用ANSYS软件分析计算,在不同的工况下,结构构件的内力和变形规律,为设计和施工提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 深基坑支护概述
• 1.2 逆作法施工的发展及特点
• 1.3 逆作法存在的问题
• 1.3.1 逆作法施工中存在的问题
• 1.3.2 逆作法设计中存在的问题
• 1.4 本文的研究内容
• 第2章 逆作法的设计及施工
• 2.1 地下连续墙的常规设计方法
• 2.1.1 地下连续墙的荷载
• 2.1.2 地下连续墙的计算方法
• 2.1.3 地下连续墙的施工
• 2.2 中间支撑柱的设计
• 2.2.1 中间支撑柱的型式
• 2.2.2 中间支撑柱的布置
• 2.2.3 承载状态的设计计算
• 2.3 节点构造设计
• 2.3.1 地下连续墙接头
• 2.3.2 地下连续墙与梁节点连接
• 2.3.3 墙与底板连接节点
• 2.3.4 中间支承柱与梁连接节点
• 2.4 沉降控制
• 2.4.1 基坑开挖对立柱桩竖向位移的影响
• 2.4.2 立柱桩沉降差异控制
• 2.5 基坑降水设计
• 2.6 施工的测量与监测
• 2.6.1 施工的测量
• 2.6.2 施工的监测
• 2.7 本章小结
• 第3章 逆作法有限元分析理论
• 3.1 概述
• 3.2 有限元法的分析过程
• 3.3 有限元分析的形函数形式
• 3.4 逆作法有限元网格的实现
• 3.5 开挖过程的模拟
• 3.5.1 被挖除单元和结点的处理
• 3.5.2 开挖荷载的计算
• 3.6 接触分析
• 3.7 非线形分析
• 3.8 本章小结
• 第4章 工程实例的数值分析
• 4.1 引言
• 4.2 工程概述
• 4.3 工况划分及模型的建立
• 4.3.1 工况划分
• 4.3.2 基本假定
• 4.3.3 模型的建立
• 4.3.4 荷载及参数取值
• 4.4 计算结果与分析
• 4.4.1 地下连续墙水平位移随施工进展的变化
• 4.4.2 地下连续墙弯矩随施工进展的变化
• 4.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢