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有限元分析在超高层建筑变形计算中的应用
王 杨
（山东正元建设工程有限责任公司，济南 250101）
［摘 要 ］ 超高层建筑因其单位荷载较大，根据规范计算的沉降结果与建筑物的实际沉降结果会因经验
参数的选取造成较大误差。为了能更准确地预测建筑的沉降变形，为设计单位提供依据，可根据建筑桩基
布置形式、基础持力层和建筑上部结构特点进行三维建模，根据建筑的地基–基础–上部结构共同作用进行
沉降分析，采用整体有限元分析模型进行沉降计算，可以得出更加精确的计算结果。
［关键词 ］ 超高层 建筑 ；有限元分析；三维建模
［中图分类号］ TU 473.1 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1001-523X （2022 ）05-0 127 -03
APPLICATION OF FINITE ELEMENT ANALYSIS IN DEFORMATION
CALCULATION OF SUPER HIGH-RISE BUILDINGS
Wang Yang
［Abstract ］ Due to the large unit load of super high-rise buildings, the settlement results calculated according
to the code and the actual settlement results of buildings will cause large errors due to the selection of empirical
parameters. In order to more accurately predict the settlement deformation of the building and provide basis for
the design unit, three-dimensional modeling can be carried out according to the layout of building pile foundation,
foundation bearing layer and the characteristics of building superstructure, and settlement analysis can be carried
out according to the joint action of building foundation foundation superstructure, and settlement calculation can be
carried out by using the overall finite element analysis model, and more accurate calculation results can be obtained.
［Keywords ］ super high-rise building; finite element analysis; three-dimensional modeling
ZSOIL有限元分析软件是瑞士联邦理工学院开发
的真三维岩土工程有限元分析软件，软件提供了解决
土力学和岩石力学、地下结构、基坑开挖、桩 –土 –结
构共同作用、地下水作用分析的统一方法。
岩土工程数值分析的核心问题是岩土体的本构模
型问题，是分析是否符合实际的关键，超高层沉降分
析中采用小应变硬化土模型（HSS），能较为全面地
反映土体的力学特性，能够更加精确和可靠地模拟动
力应用或卸载过程中的变形。
1 工程概况
济南某项目主塔楼设计高度为498 m（ 96层），
采用桩筏基础，筏板厚度为5.5 m，桩径 1 100，桩
端及桩侧后注浆，桩端持力层为⑨、⑨ 1强风化辉长
岩，有效桩长45.0 m，桩间距3 300 mm。
济南地铁 6号线自东西方向穿越本项目，位于
主塔楼以北，地铁隧道外墙线距离主塔楼框架柱的
最近距离为9.30 m，区间隧道线路中心线距离中区
塔楼框架柱的最近距离为13.35 m，地铁区间宽度为
24.3~20.3 m，地铁隧道从项目中区地下2~3层穿过，
拟采用中区地下室局部与地铁同步设计与施工、主塔
后建设的“建隧合一”方案。
2 三维数值模拟模型
2.1 有限元模型
基于土层分布和建筑物与轨道交通的相对关系，
对轨道交通影响较大的建筑物为主塔楼和中区B 楼、
C楼。模型尺寸为200 m× 200 m×100 m（不含上部建
筑），模型四周限制横向位移、底部限制横向和竖向
位移（图1）。
地下室底板
地下室外墙
主塔楼(96层)
C塔楼(42层)
B塔楼(36层)
共建隧道
图1 整体模型
收稿日期 ：2021–12–15
作者简介 ：王杨（1981—），男，辽宁沈阳人，高级工程师，主要研
究方向为岩土工程勘察、基坑设计、桩基施
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