混凝土砌块墙体抗压性能数值模拟研究.pdf

第 3 7 卷 第 2期 2 0 1 0年 2月 建筑技术开发 Bui l di n g Te c h n i q u e De v e l o pme n t Vo 1 3 7， No 2 F e b 2 01 0 混凝 土砌 块墙体抗 压性能数 值模拟研 究 赵衍 ( 深圳 市光 明新 区城 市建设 局 ， 广 东深 圳5 8 0 1 0 7 ) 摘要 对混凝土小型空心砌块砌体墙的抗剪性能进行 了研究 ， 建立 了不 同高宽 比的混凝 土小型空 心砌块砌体墙有 限元分析模型。对不 同的高宽 比的砌块砌体墙在不 同的竖 向荷载作用 下的水平抗 剪性能进行 了数值分析 ， 计算了墙体的水平开裂荷载和破坏荷载 ， 模拟 了墙体从开裂到破 坏的全过程 ， 分析了不同的竖 向荷载和不 同 的高宽 比对墙 体水平抗剪性能的影响。墙体受竖向荷载 和水平荷载共同作用 是工程中常遇到 的一种受力状 态。研究砌块砌体墙在这种 受力状态下的开裂过程 和破坏 以及 高宽 比对墙 体的开裂 与破坏 的影 响， 对于丰 富砌体结 构的基本理论和工程设计具有较大意义。 关键词 混凝土小 型空心砌块 ； 非线性有限元法 ； 数值分 析； 裂缝出现与发展 中图分类号】 T U 5 0 2 6 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 - 5 2 3 X( 2 0 1 0 ) 0 2 - 0 0 2 4 - 0 5 随着“ 保 护土地资源 ， 保 护耕地 ” 这一 基本 国策 以及 国 家可持续发展 战略的贯彻 执行 ， 目前建 设 部将混 凝土小 型 空心砌块作为替代黏 土实 心砖 的主导新 型墙体 材料 ， 但 砌 块建筑墙体裂缝 的存 在不仅 降低 了砌块 建筑 的整体性 ， 耐 久性和抗震性能等 ， 同时给住居 者在感 观上 和心 里上造 成 不 良影响 ， 而且严重影 响了混凝 土小 型空心 砌块 的推广 应 用 ， 制约着混凝 土小型 空心砌 块建筑 的发展 。随着 我 国墙 改和住房商 品化 的进 展 ， 人们对 住居环 境 和建筑 质量 的要 求 不断提高 ， 对建 筑物墙体的控制要求更 为严 格 ， 建筑物 的 裂缝 已成为住户评判建筑物安全 的一个 非常直观的质量标 准 ， 因此对混凝 土砌块 墙体 进行从 开裂 到破坏 的全过 程分 析是十分必要的 。 目前 ， 国内外对砌块 墙体进行有限元分析大多以线 弹性 分析为主 ， 而事实上 ， 对混凝土砌块墙体来说 ， 属 于非线性 问 题 ， 因此必须应用非线性理论 才能得到符合 实际 的结果 ， 通 过非线性有限元分析才 能得到竖 向荷 载作用下从 弹性阶段 到墙体开裂进入塑性阶段最后到墙体破坏全过程。 1 三 维 有 限 元模 型 的建 立 为 了分析不 同的灌芯率和不同强度等级的灌芯混凝土对 混凝土砌块墙体 抗压性能 的影响 ， 本文设计 了无芯柱 ， 二芯 柱 ， 四芯柱 ， 六芯柱 ， 八芯柱和十芯柱的悬臂墙体 ， 砌块墙体采 用 MU 1 0砌块以及 Mb l 0砂浆砌筑 ， 并采用不同强度等级 的灌 芯混凝土( C b l 5 ， C b 2 0 ， C b 2 5 ， C b 3 0 ) ， 混凝土芯柱对称布置 ， 共 2 1 个三维混凝 土砌块砌体墙模 型。为了尽量与 实际的工程 相符 ， 设计的墙体按照混凝 土砌块 的基本 块材尺寸 ( 3 9 0 m m x 1 9 0 m m x 1 9 0 ra m ) ， 空心砌 块砌体墙基本 模型 的外形 尺寸 为 4 0 0 0 m m x 2 8 0 0 m m 1 9 0 m m， 上部设混凝土圈梁截面尺 寸为 2 4 0 m m 1 9 0 m m， 圈梁的混凝土强度为 C 2 0 ， 墙体 编号 、 填芯情况见表 1 。表 1中黑点表示灌芯混凝土 ， 黑点的位置表 示灌芯的位置。Wx 一 1 表示无芯墙体， Wx 一 2表示二芯柱 的墙 体， Wx一 3表示四芯柱 的墙体， Wx一 4表示六芯柱的墙体 ， Wx 一 5 表示八芯柱 的墙体， Wx 一 6表示 十芯柱 的墙体。X 为 l 表示 C b l 5混凝土灌芯墙体 ， x 为 2表示 C b 2 0混凝土灌芯墙体， x为 3 表示 C b 2 5混凝土灌芯墙体 ， x 为 4 表示 C b 3 0混凝土灌芯墙体。 表 1 墙体的编号及填芯情况 墙体 的编号 填 芯 情 况 W x一1 Wx一2 Wx一3 Wx一4 一 Wx一5 一 Wx一6 一 一 一 一 一 收 稿 日期 ： 2 0 0 91 11 5 作者简介： 赵衍( 1 9 7 4 ， ) ， 男 ， 湖南人， 毕业于湖南大学， 硕士研究生， 工 程师， 国家一级注册结构工程师， 现从事项目前期工作。 第 3 7卷 赵衍 ： 混 凝 土砌 块 墙 体 抗 压 性 能 数 值 模 拟研 究 第 2期 2材料参数 的选择 在墙体各构件 材料参数 如弹性模 量 ， 采 用 砌 体结构设 计规范 ( G B 5 0 0 3 -2 0 0 1 ) 规定值 ， 砌 块砌 体 的泊松 比取湖 南大学所作 2 1 个 未灌 芯混凝土砌块砌体抗压试件 测得 的泊 松 比的平均值 0 1 6 7 ， 混凝 土的弹性 模量根 据 混凝土 结构 设计规范 ( G B 5 0 0 1 02 0 0 2 ) 采用 ， 混 凝土 的泊松 比根据 试 验一般在 0 1 5 0 2之间 ， 它的值的大小对 于计 算结 果影响 较小 ， 取 0 2 。另外 ， 砌块墙体采 用 MU I O砌块以及 M b l O砂 浆砌筑 ， 圈梁 的混凝 土强度 等级为 C 2 0 ， 各构 件材料参数 如 表 2 。 表 2 K4 2 2 。 K 4 2 1砌块的几何 特性 外形尺寸 ra m 型号 简称 外形体 积 m 实体积 m 空心率 每块重量 k g 用途 长 宽 高 K 4 2 2 3 9 0 l 9 0 1 9 0 0 0 1 4 0 7 9 0 0 0 7 1 7 5 4 9 0 4 l 7 2 2 主砌 块 4 K 4 2 l 3 9 0 1 9 0 9 0 0 0 0 6 6 6 9 0 0 0 3 3 9 9 4 9 O 3 8 1 6 主砌块 3材料的本构关 系 图 l 应力 一应变 曲线 是 M S C Ma r c 有 限元 软件 中提供 的有关如混凝土、 陶瓷等低拉伸材料 的模 型。 砌块墙体和混凝土 的本构关 系均 采用 MS C M a r c有 限 元软件中材料库中完整 的材料模型 的低拉伸材料 ， 它能模拟 抗拉强度小、 抗拉强度大 的混凝土或 陶瓷类 的拉伸软 化 、 开 裂和压坏行 为。对开裂裂纹再闭合的修 复 ， 用于完全的抗压 能力和抗剪能力 的模拟 。其参数如表 3一 表 4所示。 ， ， ， ， f | 主 辩 材料开裂 | 作硬化 s m 临界压应 图 1 MS C Ma r c中低拉伸材料 的本构关系 曲线 表 3 砌块墙体 中各构件 的参数选用 殍 砌 块 体 圈 梁 c 。 c 柱 c 。 参数 弹性模量 2 5 5 0 0 2 2 0 0 0 2 5 5 0 0 2 8 0 0 0 3 0 0 0 0 MP a 泊松比 0 1 6 7 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 屈服应力 4 4 7 l 3 4 1 0 1 3 4 1 6 7 2 0 1 MP a 临界开裂应力 O 1 5 1 5 4 1 2 7 1 5 4 1 7 8 2 O 1 MP a 受拉 的最大 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 l 5 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 1 5 应变 拉伸软化模量 1 6 6 5 1 7 0 0 0 1 3 8 6 7 1 7 0 0 0 2 0 8 3 7 2 4 2 1 6 MP a 临界压应变 0 o o 1 5 0 0 0 2 0 0 0 2 0 o o 2 0 0 0 2 0 0 0 2 剪切保持因子 0 0 5 0 0 5 0 0 5 0 0 5 0 0 5 0 O 5 表 4 砌体墙的等效弹性模量和等效面积 无 芯 C b l 5 C b 2 0 C b 2 5 C b 3 0 等效参数 砌体墙等效 弹性 4 7 4 3 1 7 6 0 0 2 0 4 0 0 2 2 4 0 0 2 4 0 0 模量 M P a 砌体墙等效面积 l nnl2 7 6 0 0 0 0 20 4 8l l l 7 6 7 0 0 2 5 7 8 2 3 1 5 ol 4荷载步及求解 加载制度 ： 为 了便 于更 好 的观察 墙体 的开 裂与破 坏过 程 ， 更好的确定 开裂荷 载和破坏荷载 ， 采用分级加载的方法 ， 在试算后估计开裂荷载后 ， 在墙体开裂前采用 较大 的加 载方 式 ， 然后减小加载。但总共分 5 0步加载 ， 具体 的加载大小 如 每次 的加 载表 。 1 ) 对于无 芯柱 、 二芯柱、 四芯柱开始加载 到 2 5 MP a ， 然 后减小加载速度 ， 其加载速度如图 2所示 。 8 0 l l ； ；l l l ； i 彳 l ； 1 i 斗 专 午 - _ LL I 一 7 1 一f 图 2 加 载 2 ) 对 于六 芯柱 、 八 芯柱 、 十芯柱采 用如图所示 的加 载方 式先 在开始 0 1 s 加载到 4 M P a ， 然后在减小加载速度 ， 在后 面 0 9 s 中按直线加载到 1 2 MP a ， 如 图 3所示 。 求解方法 ： 采用六 面体八节点单 元 ， 非线性 迭代的 收敛 性 判 据 采 用 相 对 力 残 差 检 查 (R E L A T I V E F O R C E T O L E R A N C E )取 0 1 ， 对 于 增 量 的 非 线 性 方 程 组 采 用 N e w t o nR a p h s o n 方法 求解 。 第 2期 赵衍 ： 混 凝 土砌 块 墙 体 抗 压 性 能数 值 模 拟 研 究 第 3 7卷 l 一 ， ， l 图 3加 载 5 混凝土小型砌块砌体墙的非线性有限元分析 对于无芯砌块墙体 ， 当荷载加 载至第 6步时时裂缝先从 底部的两端 开始 出现竖 向裂缝 ， 继续 加载 ， 裂 缝沿底 边缘 向 底 中部发展 ， 同时向墙 体中部蔓延形 成斜 向裂 缝 ， 当荷载加 至 1 6步时， 在圈梁下部 出现裂缝 ， 当加载至 2 1步时 ， 在墙体 的中部出现裂缝 ， 加载至 2 3步 ， 在墙 的中下部的开裂应变突 然迅速增大导致墙体破坏 。 对于在两端设 置了芯柱 的混凝土砌块墙体 ， 裂缝 也是先 从混凝 土砌块底部边缘开始 ， 随着荷 载增 加 ， 同时 向斜 上方 发展， 然后 ， 在设置芯柱的地方 出现竖向裂缝 ， 但裂缝 比无芯 墙体的裂缝扩展得慢 ， 比无芯墙体 的裂缝均匀些 。 四芯柱 的混凝土砌 块墙体 ， 除了在 两端设 置了芯柱 外 ， 在 中间部位设置了 2个芯柱 。在 中间两根芯 柱外侧 的墙 体 首先开裂 ， 继续加载 ， 裂缝斜 向上方缓慢发展 ， 并 在不 同位 置 出现新裂缝。主裂缝处 的开裂应变不是很 大， 并存在 一定 的 次 生裂 缝 。 六芯柱的混凝 土砌块 墙体裂缝 的发展和 四芯柱 的混 凝 土砌块墙体裂缝 的发 展相似 ， 只是随着芯 柱数量 的增加 ， 初 裂会产生更多的裂缝 ， 次生 的裂缝更 多， 墙体 的变形能力 比 更 大 。 八芯柱和全部灌芯的混凝土砌块墙体 ， 在初裂后 出现很 多细小的裂缝， 在经历大的变形后 ， 破坏时 主裂缝不 明显 ， 次 生 的裂缝分布于几乎整个墙体。 随着灌芯混凝土强度 的提高 ， 裂缝 的蔓延 速度 降低 ， 裂 缝分别更为均匀些 ， 但在芯柱和墙体的分界处更容易产生裂 缝 些 。 从以上的破坏过程和开裂过程来看 ， 在混凝 土小 型砌块 中设置芯柱 ， 发挥了约束作用 ， 强化 了墙体 ， 使裂缝更加 的分 散 ， 强度得到一定的提高 。并且灌芯混凝土强度 的提高有利 于砌块墙体 的抗压。 6 模型的有限元非线性计算结果 模 型的有限元非线性计算结果如表 5表 8 。 7 混凝土小型砌块墙体数值计算与规范计算的结果比较 按 砌 体结构设 计规范 ( G B 5 0 0 3 n2 0 0 1 ) 计 算 的结果 见表 5表 8 。有限元分析墙体的破坏荷载与规范计算平均 值 的比值为 1 1 2 ， 变异系数 为 0 2 6 9 。 2 6 表 5 各墙体的计算 开裂荷载与破坏荷载( C 1 5灌芯柱 ) 墙体 开裂 开裂荷载 破坏 破坏荷载 规范计算值 开裂荷载 编号 步数 MP a 步数 MP a MP a 破坏荷载 W 1一l 6 2 6 2l 2 2 4 5 7 4 4 4 7 O 5 7 3 W 12 8 2 8 6 5 2 6 5 0 6 2 5 0 7 0 5 6 6 W 13 1 0 3 1 0 9 3 O 5 5 5 0 5 6 7 0 5 6 0 W 14 2 3 4 6 9 6 3 7 6 4 0 4 6 2 7 O 7 3 3 W 15 2 5 4 9 4 O 4l 6， 8 9 2 6 8 7 0 7l 7 W l一6 2 8 5 3 0 6 4 6 7 5 0 2 7 7 4 0 7 0 7 表 6各墙体 的计算开裂荷载与破坏荷载( C 2 0灌芯柱 ) 墙体 开裂 开裂荷载 破坏 破坏荷载 规范计算 值 开裂荷载 编号 步数 MP a 步数 MP a MP a 破坏荷载 W2 一l 6 2 6 2 l 2 2 4 5 7 4 4 4 7 O 5 7 3 W2 2 6 2 7 4 3 2 8 5 3 0 6 5 2 7 4 O 5l 7 W2 3 23 4 6 9 6 3 6 6 2 8 2 6 0 7 8 0 7 4 7 W2 4 2 5 4 9 4 0 4 3 7 1 3 6 6 ， 8 8 2 0 6 9 2 W25 2 8 5 3 0 6 4 7 7 6 2 4 7 6 8 6 0 6 9 6 W2 6 2 6 5 0 6 2 4 9 7 8 6 8 8 4 9 0 6 4 3 表 7 各墙体 的计算开裂荷载与破 坏荷载 ( C 2 5灌芯柱 ) 墙体 开裂 开裂荷载 破坏 破坏荷载 规范计算值 开裂荷载 编号 步数 MP a 步数 MP a M P a 破坏荷载 W3 1 6 2 6 2 1 2 2 4 5 7 4 4 4 7 O 5 7 3 W32 4 3 2 0 0 l 3 5 4 2 4 5 4 7 2 0 5 9 0 W33 1 O 4 8 9 0 2l 6 8 4 8 6 4 7 4 O 7 1 4 W34 1 1 4 73 2 2 3 7 2 0 4 7 4 7 6 0 6 5 7 W35 1 5 5 7 8 0 2 9 8 2 7 2 8 4 7 8 0 6 9 9 W36 1 6 5 95 8 3 3 8 9 8 4 9 4 8 0 6 6 3 表 8 各墙体的计算开裂荷载与破坏荷载 ( C 3 0灌芯柱 ) 墙体 开裂 开裂荷载 破坏 破坏荷载 规范计算值 开裂荷载 编号 步数 MP a 步数 MP a MP a 破坏荷载 W4一l 6 2 6 21 2 2 4 5 7 4 4 4 7 0 0 5 7 3 W42 5 4 0 0 0 l 5 5 91 6 5 6 7 6 0 6 7 6 W43 1 2 5 2 4 6 2 3 7 2 0 4 6 8 8 2 0 7 2 8 W44 l 4 5 6 0 2 2 7 7 9l 6 8 0 8 8 0 7 0 8 W45 l 5 5 7 8 O 3 2 8 8 0 6 9 2 9 4 0 6 5 6 W 46 l 5 5 7 8 O 3 2 8 8 0 6 l 0 5 O 0 0 6 5 6 8 对计算结果的分析 设 P为灌芯混凝土砌块砌 体的承载力 ， 为普通混凝 土 砌块墙体 的开裂荷载与破坏荷载的 比值 ， 为灌 芯柱混凝 土 的强度 与其 横截 面面积 乘积与砌块 的墙体强度，与其 ， 4 横截面面积 A的乘积的比值。即： = 。具体的计算结果 ， I 为表 9 。 与破坏荷载 P的关 系见 图4 ， 与 的关系见图 5 。 第 3 7卷 赵衍 ： 混 凝 土 砌 块 墙 体 抗 压 性 能数 值 模 拟 研 究 第 2期 1 1 l O 9 8 1 6 5 4 0 7 5 0 7 0 0 6 5 O 6 O 0 5 5 0 5 O 表 9 值 与 承 载 力 P和 值 的 关 系 序号 MP a A ( m m ) f MP a A m m2 P l O 0 4 4 7 7 6 0 0 0 0 0 0 0 0 4 5 7 4 0 5 7 3 2 1 0 7 4 l O 0 4 4 7 2 0 4 8l 1 0 2 2 4 5 0 6 2 0 5 6 6 3 l 0 1 4 8 2 0 0 4 4 7 2 0 4 81 1 0 4 4 7 5 5 5 0 0 5 6 0 d 1 0 2 2 2 3 0 0 4 4 7 2 0 4 81 1 O 6 7 l 6 4 0 4 0 7 3 3 5 1 O 2 9 6 4 0 0 4 4 7 2 0 4 81 1 0 8 9 5 6 8 9 2 O 7 l 7 6 1 0 3 7 0 5 O 0 4 47 2 0 4 8 1 1 1 1 1 9 7 5 0 2 0 7 0 7 7 l 3 4 7 4 1 0 0 4 4 7 1 7 6 7 0 0 0 3 0 0 5 3 0 6 0 5 l 7 8 1 3 4 1 48 2 0 0 4 47 1 7 6 7 0 0 0 6 0 0 6 2 8 2 0 7 4 7 9 l 3 4 2 2 2 3 0 0 4 4 7 l 7 6 7 0 0 0 8 9 9 7 1 3 6 0 6 9 2 1 0 l 3 4 2 9 6 4 0 0 4 4 7 1 7 6 7 0 0 1 1 9 9 7 6 2 4 0 6 9 6 1 l 1 3 4 3 7 0 5 0 0 4 4 7 l 7 6 7 0 0 1 4 9 9 7 8 6 8 0 6 4 3 1 2 1 6 7 7 4 1 0 0 4 4 7 2 5 7 8 2 3 0 3 7 4 5 4 2 4 0 5 9 0 l 3 l 6 7 1 4 8 2 0 0 4 4 7 2 5 7 8 2 3 0 7 4 7 6 8 4 8 O 71 4 1 4 1 6 7 2 2 2 3 0 0 4 4 7 2 5 7 8 2 3 1 8 6 8 7 2 0 4 0 6 5 7 1 5 1 6 7 2 9 6 4 0 0 4 4 7 2 5 7 8 2 3 1 4 9 4 8 2 7 2 0 6 9 9 1 6 1 6 7 3 7 0 5 0 0 4 4 7 2 5 7 8 2 3 1 8 6 8 8 9 8 4 0 6 6 3 l 7 2 0 1 7 4 1 0 0 4 47 1 5 0 l 9 5 0 4 5 0 5 9 1 6 0 6 7 6 l 8 2 0 1 1 48 2 0 0 4 4 7 l 5 O 1 9 5 0 8 9 9 7 2 0 4 0 7 2 8 l 9 2 O 1 2 2 2 3 O 0 4 4 7 1 5 0 1 9 5 1 3 4 9 7 9l 6 0 7 0 8 2 0 2 0 1 2 9 6 4 0 0 4 4 7 1 5 0 l 9 5 1 7 9 9 8 8 0 6 0 6 5 6 21 2 0 1 3 7 0 5 0 0 4 4 7 l 5 0 l 9 5 2 2 4 8 8 8 0 6 0 6 5 6 计算 结果 表 明， 随着填 芯率 的增 加 和混凝 土强 度 的提 高 ， 开裂荷载与极 限荷 载都增加 ， 反映 出设 置芯柱 能够有 效 地加强砌块墙体 的抗压承载力。 9小结 1 ) 在建立 灌 芯 混凝 土小 型 砌 块 砌 体墙 模 型时 ， 用 合 理 缩小 混凝 土砌块 墙与灌 芯柱 之 间 的变形 差距 来 代替 它 们 之 间的接触 分析 是一种 可行 的办法 。据 此建 立 的模 型 计 算 的结 果 和规范 计 算结 果 比较 接 近 ， 误 差 控制 在 1 5 以内 ， 因此 采用 此模 型来 分 析灌 芯 混凝 土砌 块 砌 体墙 是 可行 的 ， 并且 具 有 良好 的精 度 。因此 可 以代 替 部 分墙 体 27 系 L 关 的 与 5 图 系 胀 P 载 贿 破 与 图 第 2期 赵衍 ： 混凝土砌块墙体抗压性能数值模 拟研 究 第 3 7卷 的试 验 ， 从而节 省墙 体试验所 需 的大 量 的人力 物力 ， 完 善 试验 数据 。 2 ) 计算结果可知 ： 相 同规格 、 相 同砌块 强度 、 相 同砂 浆 强度的砌体 ， 设置芯柱的砌体抗压 承载力较无芯柱的砌体 抗 压承载力高 。 3 ) 一般来说设置 的芯 柱越多 ， 填 芯率越大 ， 其抗压承 载 力越大。 4 ) 一般来说对 于相 同的填芯 率 ， 灌 芯 的混凝土 的强 度 越高 ， 填芯砌块墙体的抗压强度越高 。 5 ) 灌芯混 凝 土 的抗 压 强 度 与其 横 截 面 面 积 A 乘 积与砌块 砌体 墙的抗 压 强度 ，与 其横 截 面 面积 A之积 的 比值 在 小于 1 8时 ， 墙 体的承 载力 和 基本 上成 比例关 系 ， 但 在 大 于 1 8以 后 ， 承 载力 随 值 的增 加 的速 率 减 慢 ， 从 P值 与 值 的关 系可知 在 值 在 0 5和 1 8之 间 比 较合 理 。 参考文献 1 王述红 ， 唐春安 ， 朱浮声， 等 体结构开裂过程细观损伤数值模型 及其分析方法 建筑结构学报， 2 0 0 3， ( 4 ) ： 6 5 2 郭立 凯 小 型 混凝 土砌 块 的 生产 和 应用 北 京 ： 金盾 出版社 ， 2 0 0 2 13 ( 上接第 l 5页) 表 1 不同布桩 方式差异沉降量比较 ( ml n) 载 k P a 1 0 0 l 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 布桩方式 、 6 d桩距 矩 形 布 桩 2 5 4 3 6 0 4 2 5 4 8 7 5 9 3 调整桩距“ 内强外弱” 2 0 O 2 6 9 2 7 6 3 3 1 3 5 4 均 枷载 = ： = ) 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 * 图 3 6 d桩距与调整桩距后最大沉降量对 比 表 2不 同布桩方式最大沉 降量 比( mm) 、荷载 k P a 布 桩方击 1 0 0 l 5 O 2 0 0 2 5 0 3 0 0 6 d桩距矩形布桩 6 7 3 1 2 3 2 l 7 4 l 2 8 3 4 4 5 3 6 调整桩距“ 内强外弱” 6 8 2 l 1 1 5 l 8 1 6 2 9 2 8 4 8 7 3 2 8 +6 f 占 桩距 ( I n I n) 均 布 加 载 量 ，l【P a一 釜 吾 ( 一) _ t _ _ 图 4 6 d桩距 与调整桩距后最大沉 降量对 比 3 4筏 板 厚 度 调 整 筏板的厚度在很 大程度上反映 了筏板 的刚度 ， 筏板剐度 的增加使疏桩基础 中的桩承担了更 多的荷载 ， 随着板厚的增 加 ， 其跨越作用加强 ， 使荷载 向筏板边缘转移 ， 迫使基础沉降 均匀 ， 如 图5所示 ： 在 2 0 0 k P a 荷载下 ， 随着板厚增加 ， 基础 的差异沉降明显减小 。 板厚0 4 一 板厚0 6 一 板 8 一 板厚1 2 瑚 坐标值 m 图 5 荷 载为 2 0 0 k P a时基础对角线各点沉降量 4结 论 考虑了上部结构 、 基础和地基的共同作用 ， 通过对桩长 、 桩距、 布桩方式及地基土模 量 的合 理调整 ， 并配 合基底垫 层 的刚度变化 ， 使 地基 土 的承 载力得 到 了充分 发挥 ， 桩顶反力 与地基 土反力的分 布亦趋 于合理 。该方法 可有效 减小差 异 沉降。 参考文献 1 建筑地基处理技术规范 ( J G J 7 9 2 0 0 2 ) 2 于鹏 非饱和黄土地基疏桩基础 的承载机理研究 D 西安建筑 科技大学大学硕士学位论文 ， 2 0 0 8 3 乔 志炜 复合桩 基差异沉降控制优化 设计方法的研究 D 南京 工业大学硕士学位论文 ， 2 0 0 6 4 张志剐 浅基础下设变 刚度垫层地 基应力场 非线性有 限元分析 J 山东建筑工程学院学报 ， 2 0 0 0 ， 1 5 ( 2 ) ： 7一l O 【 5 宰金珉 地基 刚度 的人为调整及其工程应用 c 北京 ： 万 国学术 会议出版社， 1 9 9 9 6 刘金砺 桩土变形计算模 型和变刚度调 平设计 J 岩土工 程学 报 ， 2 0 0 2 ， ( 2 ) ： 1 5 1一t 5 7 7 张建辉 基于差异沉降最小 的桩筏基础 分布桩分 析 J 天 津大 学学报， 2 0 0 1 ， 3 4 ( 5) ： 6 4 6 6 5 0 8 菩世蛙 0 l 2 3 4 5 6 7 目 眦 稠跫器咪榭 目H l 菩世器 堪