框架結構建筑上部結構與地基和筏板基礎共同作用淺議

1、CONSTRUCTION城市建設處理及裝飾細部引人入勝，使大家印象深刻備受啟發(fā)。日本各地的大、小餐廳、茶室及商店室內(nèi)設計，均注意風格特色的體現(xiàn)。特別是日式餐廳從建筑、室內(nèi)裝飾到食器均進行了配套設計。人們即使在很小的餐館用餐，也同樣感受到設計者的精心安排。因此，“處處環(huán)境美，處處有設計”給每一個顧客、游客留下了深刻的印象。5個性化大工業(yè)化生產(chǎn)給社會留下了千篇一律的同一化問題。相同樓房，相同房間，相同的室內(nèi)設備。為了打破同一化，人們追求個性

2、化。一種設計手法是把自然引進室內(nèi)，室內(nèi)外通透或連成一片。另一種設計手法是打破水泥方盒子、斜面、斜線或曲線裝飾，以此來打破水平垂直線求得變化。還可以利用色彩、圖畫、圖案以及玻璃鏡面的反射來擴展空間等等，打破千人一面的冷漠感，通過精心設計，給每個家庭居室以個性化的特征。6服務方便化城市人口集中，為了高效、方便，國外十分重視發(fā)展現(xiàn)代服務措施。日本采用高科技成果發(fā)展城鄉(xiāng)自動服務措施，自動售貨設備越來越多，交通系統(tǒng)中電腦問詢、解答，向?qū)到y(tǒng)的使用

3、，自動售票、檢票、自動開啟，關閉進出口站口通道等設施，給人們帶來高效率和方便，從而使室內(nèi)設計更強調(diào)“人”這個主體，以讓消費者滿意、方便為目的。7高技術高情感化最近，國際上工業(yè)先進國家的室內(nèi)設計正在向高技術，高情感方向發(fā)展，這就是第七個趨勢。高技術與高情感相結合，既重視科技，又強調(diào)人情味。在藝術風格上追求頻繁變化，新手法、新理論層出不窮，呈現(xiàn)五彩繽紛，不斷探索創(chuàng)新的局面。五、結束語總之，好的裝飾設計與建筑風格緊密的溶為一體，它不僅強化了建

4、筑的個性，更使其有了豐富的情感和耐人尋味的細節(jié)。裝飾向人們展示了更多的文化內(nèi)涵，加強了建筑的歷史價值并使其以更加豐滿的姿態(tài)立足與當代。參考文獻：[1]陳明潔張穎李靜，淺談現(xiàn)代室內(nèi)裝飾設計新理念[J]承德民族師專學報，2009，4[2]韓忠杰，當今室內(nèi)裝飾設計應考慮的幾個要點[J]南方建筑，2002，21工程結構概況某一筏板基礎形式的框架結構建筑經(jīng)簡化后其結構概況為：12層32跨框架，柱網(wǎng)6m6m，層高均為3.5m，框架梁截面尺寸0.30

5、m0.75m，框架柱截面尺寸0.65m0.65m，筏板的厚度為0.5m，樓面荷載和墻體荷載簡化到框架梁上，梁均布荷載均取35kNm，風荷載取15kNm(風向沿x軸正向吹)，基礎和框架的混凝土強度等級均為C35?；蚕禂?shù)10000kNm3，切向地基反力系數(shù)10000kNm3，筏板懸挑長度為1.0m。柱網(wǎng)和筏板單元結點編號如圖1～2所示。圖1柱網(wǎng)布置圖2建立有限元模型基于上述結構概況，文中利用有限元分析軟件ANSYS建立計算模型，包括不考慮

6、相互作用和考慮相互作用兩種情況。上部結構的梁和柱都采用BEAM188單元，該單元適合于分析從細長到中等粗短的梁結構，該單元基于鐵木辛哥梁結構理論，考慮了剪切變形的影響。模型中，采用實體單元SOLID45模擬筏板。地基模型的計算采用Winkle模型，用ANSYS中的CONBINl4彈簧單元作用在筏板模型的節(jié)點上來模擬Winkler地基的作用，地基彈簧的剛度根據(jù)k=EAL來確定，其中E為地基土的彈性模量，A為筏板節(jié)點的有效土作用面積，L為模

7、型中彈簧單元的長度。在劃分筏板網(wǎng)格時，為了能在筏板與柱結合處產(chǎn)生節(jié)點，先通過移動和旋轉(zhuǎn)命令，將工作平面采用置于柱與筏板結合的地方，然后使用asbw命令，用工作平面將實體進行切割并劃分網(wǎng)格，這樣在結合處會生成節(jié)點，然后用numemp命令合并相同位置處的節(jié)點。3計算分析3.1分析共同作用與常規(guī)方法對結構受力的影響分別對考慮共同作用(工況1)與不考慮共同作用(工況2)進行了分析比較。經(jīng)計算發(fā)現(xiàn)：當結構不考慮共同作用時，把上部框架結構的底層框架

8、結構建筑上部結構與地基和筏板基礎共同作用淺議張擁軍瀘溪縣建筑勘察設計院摘要：結合工程概況，介紹了筏板基礎形式的框架結構建筑不考慮與考慮相互作用時的內(nèi)力分析，并探討了剛度變化時結構的受力和變形。關鍵詞：筏板基礎；剛度圖2筏板單元劃分及結點編號建筑設計288CONSTRUCTION城市建設柱看作固定支座，固定于基礎上，底層柱子的彎矩值比共同作用分析所得的彎矩值小，大的相差將近6倍。中間柱底的軸力比共同作用分析所得的軸力小，角柱底的軸力比共同

9、作用分析所得的軸力大，最大的相差達9％。這是由于沒有考慮基礎的沉降差，引起上部結構的次應力的影響，使得上部結構部份構件偏不安全。筏板對稱軸(x軸)上節(jié)點的彎矩值變化大，最大的相差達8％。這是因為沒有考慮上部結構剛度對基礎的貢獻，使得筏板的受力與實際不符。由此可見，忽視上部結構參與共同作用，給上部結構，基礎和地基的分析可能會帶來較大的誤差。3.2剛度變化時結構的受力和變形分析框架結構建筑的上部結構、基礎和地基是一個統(tǒng)一的有機整體，三者相互

10、聯(lián)系相互影響。改變它們中任何一部份的剛度，均會引起彼此的內(nèi)力和變形的變化。本文利用編制的程序進行計算，分別改變?nèi)邉偠鹊拇笮?，對框架一筏板一地基的共同作用的受力和變形進行了分析、比較。工況1，見工程結構概況。工況2，采用工況1的結構形式，把框架梁截面尺寸改為0.30m0.6m，框架柱的截面尺寸改為0.55m0.55m作用時結構的受力與變形。工況3，采用工況l的結構形式，把地基的基床系數(shù)改為20000kNm3，分析共同作用時結構的受力與變

11、形。工況4，采用工況l的結構形式，把筏板的厚度改為0.4m，分析共同作用時結構的受力與變形。由工況l～工況4計算，可得底層柱底和筏板對稱軸上節(jié)點的內(nèi)力，見下表1表3。表1底層柱軸力(單位：kN)表2筏板對稱軸結點彎矩My(單位：kNm)表3筏板對稱軸結點彎矩Mx(單位：kNm)由工況l工況4計算，可得底層柱底和筏板對稱軸上節(jié)點的內(nèi)力，分析可知：由工況1和工況2可知：當把框架梁的截面尺寸0.3m0.6m改為0.3m0.75m，框架柱截面尺

12、寸0.55m0.55m改為0.65m0.65m，其它條件不變時，沿x軸邊柱1～4和9～12的軸力減小，最大的相差約3％，彎矩Mx、My增大，最大的相差約40％；中柱5～8的軸力增大，最大的相差約4%，彎矩My增大，最大的相差達27％。筏板沿對稱軸(x軸)上的節(jié)點：筏板彎矩Mx，My整體均增大，最大的相差達3倍。這是由于框架梁的截面尺寸由0.3m0.6m改為0.30m0.75m，框架柱截面尺寸由0.55m0.55m改為0.65m0.65m

13、亦即增加上部結構的剛度，會減小基礎的相對撓曲和內(nèi)力，但同時導致上部結構自身的內(nèi)力增加。也是說，上部結構對減小基礎內(nèi)力的貢獻是以在自身中產(chǎn)生不容忽視的次應力為代價的。由工況1和工況3可知：當把地基的基床系數(shù)由10000kNm3改為20000kNm3其它條件不變時，沿x軸邊柱l～4和9～12的軸力增大，最大的相差約4％，彎矩Mx、My減小，最大的相差達1.5倍；中柱5～8的軸力減小，最大的相差約5％，彎矩My減小，晟大的相差約3倍。筏板沿對

14、稱軸(X軸)上的節(jié)點：筏板彎矩Mx，My變化不一。兩種不同地基條件下框架柱軸力隨著地基承載力降低，邊柱軸力增大，中柱軸力減小。這是因為隨著地基的變軟，筏板兩端呈上翹趨勢，基礎的上翹受到上部結構的約束，使得上部荷載向兩端集中。算例分析表明：考慮上部結構、基礎與地基的共同作用，會因基礎變形以及基礎與上部結構之間的相互制約作用而導致上部結構桿件內(nèi)力重分配，且隨著地基的逐漸變軟，這種內(nèi)力重分配現(xiàn)象逐漸加劇。按考慮結構的共同作用對上部框架進行結構

15、設計，使結構的受力和變形與實際相符，有利于結構的安全可靠。由工況1和工況4可知：當把基礎的厚度由O.4m改為0.5m，其它條件不變時，沿x軸邊柱1～4和9～12的軸力減小，最大的相差約296，彎矩Mx、My減小，最大的相差約16％；中柱5～8的軸力增大，最大的相差約17％，彎矩My減小，最大的相差約1.5倍。筏板沿對稱軸x軸上的節(jié)點：筏板彎矩Mx，除邊柱下節(jié)點77和89外均增大My變化不大?；A的厚度由0.4m改為0.5m亦即增加基礎的

16、剛度，由以上分析可知：在上部結構剛度與地基條件不變的情況下，基礎內(nèi)力總體上隨其剛度增大而增大，相對撓曲則隨之減小。從減少基礎內(nèi)力出發(fā)，宜減小基礎剛度；就減小上部結構次應力而言，宜增加基礎剛度。因此，基礎方案應視結構類型作綜合考慮。4結論及建議：框架結構建筑的上部結構、基礎同地基是一個統(tǒng)一的有機整體，三者相互聯(lián)系相互影響。它們間的聯(lián)系可歸結為三者之間的剛度變化而引起彼此的內(nèi)力和變形的變化。(1)上部結構剛度的影響在地基、基礎和荷載條件不變

17、的情況下，增加上部結構的剛度會減小基礎的相對撓曲和內(nèi)力，但同時導致上部結構自身內(nèi)力增加，亦即：上部結構對減小基礎內(nèi)力的貢獻是以在自身中產(chǎn)生不容忽視的次應力為代價的。對于用增加上部結構的剛度來減小基礎的相對撓曲和內(nèi)力是不可取的。(2)基礎剛度的影響在上部結構剛度與地基條件不變的情況下，基礎內(nèi)力隨其剛度增大而增大，相對撓曲則隨之減??；相反，上部結構次應力卻隨基礎剛度的減小而明顯增大。因為基礎差異沉降增加，必然在上部結構中引起更大的次應力，可

18、見，從減少基礎內(nèi)力出發(fā)，宜減小基礎剛度；就減小上部結構次應力而言，宜增加基礎剛度。因此，基礎方案應視結構類型作綜合考慮。(3)地基剛度的影響當?shù)鼗兊密浫鯐r，基礎內(nèi)力和撓曲增加；相反，當?shù)鼗鶆偠仍龃髣t基礎內(nèi)力和撓曲減小，此時地基沉降和差異沉降減小，上部結構的次應力也減小。參考文獻：[1]郝文化.ANSYS土木工程應用實例[M].北京：中國水利水電出版社.2005[2]宰金珉，宰奎璋.高層建筑基礎分析與設計—土與結構物共同作用的理論與應用

19、[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.柱號123456789101112l2119358939223134311446425043451321193589392231342213936493984320430584609485744742139364939842139322023630393832613083449448034456220236303938326142155359339433162310l4563498645052

20、155359339433162工況767778798081828384858687888990121565317347206890239622239602474821186052222136371594020088023l5520992122834188825545321064717353203860233662169152435921388744l4196658182572098762397l22795425867230912423工

21、況767778798081828384858687888990112164223726619390519l254209955266367342448786259604225257191904185249208916271372340356947314765022024l182867185236196908236321311672320419867921924218487819l24320l947238324310729226建筑設計28