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文档简介
1、1 中国建筑科学研究院84276161-3021E-mail:2l一、地质资料与标高l二、荷载选择及组合l三、交互输入及参数设置l四、交互输入的计算l五、弹性地基梁计算l六、有限元计算桩承台、防水板、梁l七、有限元网格划分及计算参数l八、地基计算模型l九、有限元计算结果l十、沉降计算l十一、上下部共同作用31,05版jccad中:第一步结构物0.00对应的地质资料标高(),此处标高应为柱底标高吗?(不一定) 第二步中,若全部标高均输入绝对标高与全部输入相对标高得出的结果相差很大,为什么? (0.00标高没改变)应该按哪个标高输入? (都可) 2,筏板基础的地质资料输入,是否按实际从 0.000
2、开始输入?或是只需输入持力层? (地面,持力层以上可简化) 3,jccad中地质资料中要输入孔口标高及土层底标高,可以输地质报告中的绝对高程,但在筏板交互式输入中的基础底标高又是相对标高,两者如何统一?如果孔点标高每一个孔取样标高都不一样,0.000的绝对高程需要反映到jccad中吗? (0.00标高) 4v标高的含义:标高的含义: 绝对标高:根据地质勘探报告给出的标高直接输入即可绝对标高:根据地质勘探报告给出的标高直接输入即可 相对标高:相对于结构相对标高:相对于结构0 0处处图1-1 【土层布置】v孔点坐标的单位孔点坐标的单位: : 孔点坐标的单位是米,应该按照地质勘探报告提供的坐标值孔点
3、坐标的单位是米,应该按照地质勘探报告提供的坐标值的相对值输入。的相对值输入。5v不同基础类型对土的物理力学指标有不同要求,在不同基础类型对土的物理力学指标有不同要求,在JCCADJCCAD中可以把地质资料分为两种情况:中可以把地质资料分为两种情况:无桩时无桩时: :压缩模量、重度、土层厚度压缩模量、重度、土层厚度有桩时:压缩模量、重度、状态参数、内摩擦角和粘聚力有桩时:压缩模量、重度、状态参数、内摩擦角和粘聚力注意:注意: 根据所有勘探点的地质资料,将建筑物场地地基土统根据所有勘探点的地质资料,将建筑物场地地基土统一分层。一分层。 分层时,可暂不考虑土层厚度,把其它参数相同的土层分层时,可暂不
4、考虑土层厚度,把其它参数相同的土层视为同层。再按实际场地地基土情况,从地表面起,向下视为同层。再按实际场地地基土情况,从地表面起,向下逐一编土层号,作成地基土分层表逐一编土层号,作成地基土分层表 土层名称可相同参数不同土层名称可相同参数不同 所有土层的压缩模量不能为零所有土层的压缩模量不能为零( (弹性地基梁弹性地基梁),(),(桩基桩基, ,有有限元按不压缩处理限元按不压缩处理) ) 地下水位标高(探孔水头标高)输入后,不必将地质资地下水位标高(探孔水头标高)输入后,不必将地质资料中的重度改为浮容重输入,程序会自动考虑。料中的重度改为浮容重输入,程序会自动考虑。 6vJCCADJCCAD软件
5、进行基础设计,是否一定要输入地质资料软件进行基础设计,是否一定要输入地质资料(不一定)(不一定)无桩基础:沉降计算无桩基础:沉降计算有桩基础:单桩刚度、沉降计算有桩基础:单桩刚度、沉降计算 如果在设计桩基础时没有输入地质资料,则需要在如果在设计桩基础时没有输入地质资料,则需要在桩承台或桩筏计算中人工补充相应信息,对于桩承台桩承台或桩筏计算中人工补充相应信息,对于桩承台基础应注意修改桩长,对于桩筏基础要补充输入单桩基础应注意修改桩长,对于桩筏基础要补充输入单桩的竖向刚度和弯曲刚度。的竖向刚度和弯曲刚度。 7v方案的人工初设计方案的人工初设计 【点柱状图点柱状图】菜单项下菜单项下,先选择桩基的施工
6、方法,再根据施工先选择桩基的施工方法,再根据施工工艺和施工机械设定桩径,各种桩长范围的竖向承载力和水工艺和施工机械设定桩径,各种桩长范围的竖向承载力和水平承载力特征值,通过多点的比较和各种桩径施工方法的比平承载力特征值,通过多点的比较和各种桩径施工方法的比较,能帮助设计人员确定比较合理可行的施工方法和桩径、较,能帮助设计人员确定比较合理可行的施工方法和桩径、桩长。桩长。 图 1-2 选择桩的类型和桩承载力的计算公式8单桩承载力单桩承载力lD为桩直径,L1和L2分别代表可能持力层处桩的最小和最大长度。Q1和Q2代表L1和L2桩长的单桩竖向承载力特征值,H1和H2代表L1和L2桩长的单桩横向承载力
7、特征值,B1和B2分别代表单桩抗拔力特征值。9101,地基JCCAD中,读取荷载菜单中,有PM荷载,SATWE荷载,还有PMSAP、TAT荷载,具体用哪个比较好? (假设不同,砼结构计算的实质) 2,jccad计算人防工况下的筏板基础时,05版无法对人防荷载进行局部修改。因为地下室只有部分是人防地下室,只有一部分需要考虑人防荷载。请问:08版jccad计算人防工况下的筏基时,能否将基础部分人防荷载指定为0或者其他值? (筏板有限元能读SATWE人防) 3,08版基础设计是否考虑了吊车荷载作用?无satwe高层版,厂房布置吊车荷载后,基础设计是否可以考虑吊车荷载? (附加荷载) 4,基础荷载选择
8、为标准组合算底面积,配筋也一并计算出来,与规范不协调,选择基本组合计算时,底面积也过大,但配筋是准确的。 (程序不是这样,严格按规范) 5,伸缩缝处两柱子能否共用一根基础梁(条基),梁应该怎样输入才能保证两根柱子的荷载都能传导至基础梁? (程序能处理) 11v 关于荷载的问题:关于荷载的问题:PMPM恒恒+ +活、砖混荷载、活、砖混荷载、TATTAT、 SATWE, PMSAPSATWE, PMSAP荷载荷载砖混墙下条基:砖混墙下条基: PMPM恒恒+ +活、砖混荷载活、砖混荷载其余类型:其余类型:TAT, SATWE, PMSAPTAT, SATWE, PMSAP荷载。荷载。初设计:初设计:
9、PMPM恒恒+ +活活独立式基础:如柱下独基和桩承台,在设计时弯矩对计算结独立式基础:如柱下独基和桩承台,在设计时弯矩对计算结构的影响很大,不应该被忽略,采用构的影响很大,不应该被忽略,采用PMPM恒恒+ +活计算结果可能活计算结果可能偏小。偏小。12v PMPM荷载和砖混荷载的区别荷载和砖混荷载的区别 1.1.PMPM恒恒+ +活有节点荷载活有节点荷载, ,砖混荷载无节点荷载砖混荷载无节点荷载, ,其节点荷载被均布其节点荷载被均布到墙上到墙上. .2.2.当砖墙上有集中力时当砖墙上有集中力时, ,砖混荷载无论集中力下有无构造柱砖混荷载无论集中力下有无构造柱, ,该集该集中力是均布到墙上的。中
10、力是均布到墙上的。 而而PMPM恒恒+ +活则不同活则不同 :a.a.墙段中有主梁传来的节点力时,节点力墙段中有主梁传来的节点力时,节点力是直接传到基础;是直接传到基础;b.b.集中力直接作用在墙上时,集中力均摊成集中力直接作用在墙上时,集中力均摊成墙段上的均布线荷载。墙段上的均布线荷载。3.3.在砖混荷载中在砖混荷载中, ,同一轴线上的连续墙体荷载是相同的同一轴线上的连续墙体荷载是相同的, , PMPM恒恒+ +活活一般是不同的。存在楼层数不同,同一轴线上荷载相差较大时一般是不同的。存在楼层数不同,同一轴线上荷载相差较大时最好读取最好读取PMPM恒恒+ +活。活。13v关于上部特殊荷载关于上
11、部特殊荷载 在在SATWESATWE、TATTAT、PMSAPPMSAP计算的人防荷载、吊车荷载、计算的人防荷载、吊车荷载、特殊风荷载,特殊风荷载,JCCADJCCAD软件会读取。软件会读取。 PK PK和和STSSTS输入计算的吊车荷载,输入计算的吊车荷载,JCCADJCCAD软件可以考虑。软件可以考虑。v关于人防荷载关于人防荷载14v关于传到基础的活荷载折减关于传到基础的活荷载折减 在在SATWESATWE软件中对柱、墙和基础的活荷载折减值只传到该软件中对柱、墙和基础的活荷载折减值只传到该软件中的底层最大组合内力,并没有传给软件中的底层最大组合内力,并没有传给JCCADJCCAD基础软件。
12、基础软件。 JCCADJCCAD软件在读取软件在读取SATWESATWE荷载时只读取内力标准值,然后由荷载时只读取内力标准值,然后由软件自行进行组合。软件自行进行组合。 15v在在JCCADJCCAD软件中如何考虑活荷载折减软件中如何考虑活荷载折减 如果设计人员希望按照规范的要求考虑柱、墙和基如果设计人员希望按照规范的要求考虑柱、墙和基础的活荷载折减础的活荷载折减 ,则需要在,则需要在JCCADJCCAD软件的软件的【荷载参数荷载参数】中人为输入活荷载折减系数,如图中人为输入活荷载折减系数,如图2-12-1: 图2-1 “荷载参数”中输入活荷载折减系数161、建议jccad中荷载目标组合中的标
13、准组合和基本组合可以存为T图(运行目标组合后在图形管理生成T图) 2、若PM输入,已设置地下室,那JCCAD内的平面就是指PM中的最底层? (是) 3、桩筏墙柱下是否要设墙梁? (可设可不设) 4、基础交互输入设置里室外地平标高设置有什么具体用处? (算土重,沉降用) 基础拉梁是否可以在上部结构计算中输入? (可以) 17v框架结构的填充墙荷载处理的正确方法:框架结构的填充墙荷载处理的正确方法: 框架结构的填充墙框架结构的填充墙其荷载应该按照其荷载应该按照“附加点荷载附加点荷载”输入到拉梁两端基础所在的节点上。附加点荷载先要输入到拉梁两端基础所在的节点上。附加点荷载先要与上部结构各组荷载叠加,
14、再进行基础计算。与上部结构各组荷载叠加,再进行基础计算。 注意:填充墙下设置拉梁,不要将均布荷载输入注意:填充墙下设置拉梁,不要将均布荷载输入到网格上,否则会自动生成形成墙下条形基础,另外到网格上,否则会自动生成形成墙下条形基础,另外填充墙荷载不能分配到独基上,造成柱下独基不安全。填充墙荷载不能分配到独基上,造成柱下独基不安全。18覆土重的不同处理覆土重的不同处理19 单位面积覆土重程序的计算单位面积覆土重程序的计算 20 注:注: 无论无论“输入的单位面积覆土重输入的单位面积覆土重”还是选择程序还是选择程序“自动计算自动计算”,只对,只对 独基和墙下条基的计算起作用,对其他类型基础不起作用独
15、基和墙下条基的计算起作用,对其他类型基础不起作用 图4-1 【基本参数】中 “单位面积覆土重”和“自动计算覆土重”21 几个相关标高:几个相关标高:【基本参数基本参数】中中“室外自然地坪标高室外自然地坪标高”; 【地梁筏板地梁筏板】参数中的参数中的“梁式基础的梁式基础的覆土标高覆土标高”; 【地梁地梁定义定义】 中的中的“梁基底标高梁基底标高”。图4-2 【基本参数】中 “室外自然地坪标高”图4-3 【地梁筏板】中的 “梁式基础的覆土标高”22设计人员只有将这三种标高的关系正确输入,才能保证设计人员只有将这三种标高的关系正确输入,才能保证“梁式梁式”基础的覆土重计算正确。基础的覆土重计算正确。
16、23 当采用当采用“板元法板元法”计算的筏板基础时,则需要设计人员计算的筏板基础时,则需要设计人员在在【筏板荷载筏板荷载】“”“”中人为填写(如图中人为填写(如图4-54-5)。)。 图4-5 【筏板荷载】 如果用板元法计算带地下室的筏板悬挑部分的覆土重时如果用板元法计算带地下室的筏板悬挑部分的覆土重时需要定义和输入里外两块板,再分别人工输入悬挑和室需要定义和输入里外两块板,再分别人工输入悬挑和室内部分的覆土重。内部分的覆土重。245、基础拉梁是否可以在上部结构计算中输入? (可以)25v能否将拉梁及其以下框架部分作为一个结构标能否将拉梁及其以下框架部分作为一个结构标准层进行设计准层进行设计
17、从软件的角度上讲,可以这样进行设计。具体操从软件的角度上讲,可以这样进行设计。具体操作时在作时在PMCAD“PMCAD“人机交互建模中人机交互建模中”多建一个标准层即可。多建一个标准层即可。 从设计的角度上讲,这种设计方法会使拉梁下的从设计的角度上讲,这种设计方法会使拉梁下的砼柱有可能变成短柱,但由于该砼柱主要位于地下,砼柱有可能变成短柱,但由于该砼柱主要位于地下,地震力的影响很小,因此一般情况下不会有什么大问地震力的影响很小,因此一般情况下不会有什么大问题。题。266、剪力墙下基础在JCCAD中只有墙下条基,为何没有独立基础? (可以用小筏板输入计算)7、请问地下室抗浮荷载能否在JCCAD中
18、计算,是否能在模型中体现? (输入没有,有限元计算可以)8、在基础设计中可否不用全部整体建模,而采用塔楼下外伸部分地下室跨数,问,一般外伸跨数控制多少,可否按沉降后浇带位置来分? (可以按45度)9、目前jccad中筏板基础布置中,能否实现母筏板中布置子筏板,然后再在上述子筏板中布置子筏板? (可以)目前基础设计中,能否实现基础设计时人防荷载导算? (可以)2710、筏板中怎样布置子筏板,布置了子筏板,基础偏心特别大; (主体与裙房可以分别校核偏心)地下室一部分设置水池怎样建模? (可以用子筏板)11、若基础中既有筏板和独立基础,独立基础和基础梁是否以强性地基梁法计算,而筏板以筏板有限元计算?
19、 (可以同时用梁元与板元)281、剪力墙结构筏板基础,剪力墙对筏板的冲切如何计算? (可以用围筒冲切)2、筏板冲切在有限元分析之前,此处程序应该还没有算出桩的冲切反力,程序是如何计算的, (用桩的平均反力)另外桩承台的冲切没有计算处? (在桩承台计算自动完成冲切,不够会自动增加)3、JCCAD中,内筒冲切计算,扣除的基底反力,应该是内筒下的反力,而程序中给扣除的是整个筏板的平均反力,所以冲切力比规范的大(是的,可以先分区布)4、基础模型输入中,重心校核内的筏板重心已调至合适位置,而在结束该输入任务的计算中,却出现荷载中心和形心偏离,此时荷载中心和形心是什么概念?因此时显示偏心距比值不符合规范2
20、9 产生此种情况的原因主要有以下两种:产生此种情况的原因主要有以下两种:对于梁板式基础,对于梁板式基础, 由于有些轴线上没有布置梁或板带,则在人机交互退出时造由于有些轴线上没有布置梁或板带,则在人机交互退出时造成荷载导算丢失,输出的成荷载导算丢失,输出的“重心校核重心校核”值小,而在值小,而在 “ “筏板筏板重心校核重心校核”中正常。中正常。地下水的影响地下水的影响“筏板重心校核筏板重心校核”中的基底反力未考虑中的基底反力未考虑 “基础人机交互基础人机交互”退出时基底反力考虑退出时基底反力考虑 v 筏板基础重心校核,在筏板基础重心校核,在JCJC人机交互输入中有两处人机交互输入中有两处显示,这
21、两处显示结果有时不一样,用户应该选哪种显示,这两处显示结果有时不一样,用户应该选哪种更合适更合适306、05版独立基础只算冲切,不算剪切,基础高度相对较小,是否正确? (规范没校核,剪切校核面不一定在变截面处,45度处,冲切控制)7、在桩筏计算中,内筒和柱对筏板的冲剪验算没有考虑桩的作用,考虑基底反力作用? (不是的,考虑桩不考虑土,45度且采用平均反力)柱对筏板计算没有计算过程? (没)8、独立基础的计算是否准确,为什么柱底内力和弯矩都小,基础面积却很大? (归并结果)3132v关于地基承载力计算的相关规范关于地基承载力计算的相关规范1 1、地基规范的要求、地基规范的要求 根据地基规范第根据
22、地基规范第5.2.45.2.4条的规定:当基础宽度条的规定:当基础宽度大于大于3 3m m或埋置深度大于或埋置深度大于0.50.5m m时时, ,从载荷试验或其它原位从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,尚应测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,尚应按下式修正:按下式修正: 、 为基础宽度和埋深的地基承载力修正为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,查表系数,查表5.2.45.2.4取值取值 )5 .0()3(dbffmdbaka bd332 2、抗震规范的要求、抗震规范的要求 根据抗震规范第根据抗震规范第4.2.24.2.2条的规定:天然地基基础条的规定:天然地基基
23、础抗震验算时,应采用地震作用效应标准组合,且地基抗抗震验算时,应采用地震作用效应标准组合,且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。整系数计算。 地基承载力应按下式计算:地基承载力应按下式计算: 调整后的地基抗震承载力;调整后的地基抗震承载力; _ _地基抗震承载力调整系数计算,按表地基抗震承载力调整系数计算,按表4.2.34.2.3采用采用 _ _深宽修正后的地基承载力特征值,按建筑地基基础设深宽修正后的地基承载力特征值,按建筑地基基础设 计规范(计规范(GB50007-2002GB50007-2002)条采用。条采用
24、。aaaEff aEfaaf34图3-1 独立基础平面图4号节点所 对应的独 立柱基35 以本工程以本工程4 4号节点所对应的独立柱基为例,该柱号节点所对应的独立柱基为例,该柱 【地基承载力计算参数地基承载力计算参数】对话框填写如图对话框填写如图4-24-2下下:图3-2 独立柱基的“地基承载力计算参数”对话框 36 JCCAD软件计算结果如下:节点号= 4 C20.0 fak(kPa)= 130.0 q(m)= 1.50 Pt= 30.0 kPa fy=210 mPa Load Mx My N Pmax Pmin fa S B 442 -19.05 -65.29 1035.10 205.52
25、 150.73 178.20 2643 2643 控制工况号计算出的地基计算出的地基承载力承载力37 将上述该柱所填写的参数代入到建筑地基基础设计规范将上述该柱所填写的参数代入到建筑地基基础设计规范第第5.2.45.2.4条的计算公式中:条的计算公式中: 计算出的地基承载力为:计算出的地基承载力为: fafa=130+0+1.6=130+0+1.6* *2020* *(1.5-0.51.5-0.5)=162 =162 KpaKpa 注:规范要求当基宽小于3m按3m取值 )5 .0()3(dbffmdbaka 38 经查得该柱所对应的控制工况号为经查得该柱所对应的控制工况号为442442,在,在
26、JC0.OUTJC0.OUT的荷的荷载组合公式中所对应的荷载组合为:载组合公式中所对应的荷载组合为:442 SATWE标准组合:1.00*(恒+0.50*活)-1.00*地x+0.38*竖地 442442号工况是包含号工况是包含“地震组合地震组合”的工况,因此需按建筑抗的工况,因此需按建筑抗震设计规范震设计规范 第第4.2.2 4.2.2 条进行调整。条进行调整。39 查建筑抗震设计规范表查建筑抗震设计规范表4.2.34.2.3,得,得 100 150 100 【参数输入】【参数输入】 【基本参数】,【基本参数】,工程地基承载力特征值工程地基承载力特征值 =260 =260kPakPa;地基承
27、载力宽度修正系数地基承载力宽度修正系数 =0 =0;深度修正系数深度修正系数 =4.4( =4.4(持力层为碎石土持力层为碎石土) ),基底以下土的重度基底以下土的重度 =10 =10kN/mkN/m3 3, , 基底以上土的加权平均重度基底以上土的加权平均重度 =19.5 =19.5kN/mkN/m3 3, , 承载力修正用的基础埋置深度承载力修正用的基础埋置深度d=2md=2m;室外自然地坪标高为室外自然地坪标高为-0.3-0.3m m,选择的是选择的是GB5007-2002GB5007-2002综合法,见图综合法,见图3-4,3-53-4,3-5。)5 .0()3(dbffmdbaka
28、bdmakf42图3-4 计算方法的选择与地基承载力参数的输入 43图3-5 基础设计参数的输入442. 2. 承载力计算承载力计算(1 1)手工计算结果)手工计算结果将上述参数代入到地基规范公式将上述参数代入到地基规范公式5.2.45.2.4,得,得 =260+0+4.4 =260+0+4.4* *19.519.5* *(2-0.52-0.5)=388.7=388.7kPakPa)5 . 0()3(dbffmdbaka45(2 2)程序的计算结果)程序的计算结果 按照以下步骤查出程序的结果:在人机交互中点取筏板按照以下步骤查出程序的结果:在人机交互中点取筏板【重心校核】下的【选荷载组】后,弹
29、出【荷载组合类【重心校核】下的【选荷载组】后,弹出【荷载组合类型】菜单,见图型】菜单,见图3-63-6。 图3-6 荷载组合类型46选取选取“368“368:SATWESATWE标准组合:标准组合:1.01.0 恒恒+1.0+1.0 活活”,再点取,再点取【重心校核】,程序会输出计算结果如下【重心校核】,程序会输出计算结果如下: : 程序中的计算结果程序中的计算结果f fa a=732kPa=732kPa,与手核的计算结果与手核的计算结果f fa a=388.7kPa=388.7kPa不符。在此,对产生这种差异的主要原因做不符。在此,对产生这种差异的主要原因做如下介绍。如下介绍。47 (3 3
30、)程序的处理)程序的处理 地基规范中公式地基规范中公式5.2.45.2.4中关于基础埋置深度中关于基础埋置深度d d的解释的解释中提到:当有地下室,如采用箱形基础和筏基时,基础中提到:当有地下室,如采用箱形基础和筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起。埋置深度自室外地面标高算起。JCCADJCCAD软件在计算修正后软件在计算修正后的地基承载力时未采用【基本参数】中输入的的地基承载力时未采用【基本参数】中输入的“承载力承载力修正用的基础埋置深度修正用的基础埋置深度d d值值”,而是采用,而是采用“筏板底标高筏板底标高”与与“室外自然地坪标高室外自然地坪标高”二者的差值来计算公式中的二者的差值来计
31、算公式中的d d值。值。48该工程的在【基本参数】中输入的室外自然地坪标为该工程的在【基本参数】中输入的室外自然地坪标为-0.3-0.3m m,筏板底标高为筏板底标高为-6.3-6.3m, dm, d值应是值应是6.006.00m, m, 代入地基规范代入地基规范公式公式5.2.45.2.4,得:,得:=260+0+4.4=260+0+4.4 19.519.5 (6.00-0.56.00-0.5)=732 =732 kPakPa与程序中的计算结果与程序中的计算结果f fa a=732kPa=732kPa相符。相符。)5 . 0()3(dbffmdbaka49(4 4)按抗震规范进行地基抗震修正
32、)按抗震规范进行地基抗震修正 如果要考虑地震组合时的抗震修正,与独立基础一样在如果要考虑地震组合时的抗震修正,与独立基础一样在按地基规范按地基规范5.2.35.2.3进行深宽修正后,还应该按抗震规进行深宽修正后,还应该按抗震规范范4.2.34.2.3进行地基抗震修正。进行地基抗震修正。 查抗震规范表查抗震规范表4.2.34.2.3,得:,得: 中密、稍密的碎石土,中密和稍密的砾、粗、中砂,密实和中密、稍密的碎石土,中密和稍密的砾、粗、中砂,密实和中密的细、粉砂、中密的细、粉砂、150 300150 300的粘性土和粉土,坚硬黄的粘性土和粉土,坚硬黄土土 取取1.3,1.3,则则 =1.3 =1
33、.3* *732=951.6732=951.6 KpaKpaakfaaaaEff50程序考虑地震组合后的结果,与手核结果相同。程序考虑地震组合后的结果,与手核结果相同。511、JCCAD中弹性地基梁的各种算法有何区别,各自适用范围,地基梁竖向位移与沉降计算的区别52 原弹性地基梁基础沉降计算有两种方法,一种是假原弹性地基梁基础沉降计算有两种方法,一种是假定基础完全定基础完全柔性柔性,另一种是假定基础为,另一种是假定基础为刚性刚性,但实际上,但实际上基础及上部结构有一定刚度,但不是完全刚性。对于高基础及上部结构有一定刚度,但不是完全刚性。对于高层与群房共存时,采用刚性假定是不合适的,采用柔性层与
34、群房共存时,采用刚性假定是不合适的,采用柔性假定时由于高层与群房部位的附加荷载还须用户进行调假定时由于高层与群房部位的附加荷载还须用户进行调整,使用不方便。因此弹性地基梁板的沉降计算又增加整,使用不方便。因此弹性地基梁板的沉降计算又增加了一种新的方法,这种方法考虑到基础及上部结构刚度了一种新的方法,这种方法考虑到基础及上部结构刚度及荷载及荷载分布不同的影响和地质条件及地基土体之间的相分布不同的影响和地质条件及地基土体之间的相互作用的影响。该方法的原理是利用刚性假定或柔性假互作用的影响。该方法的原理是利用刚性假定或柔性假定方法计算出来沉降值与反力值,反算出地基刚度值,定方法计算出来沉降值与反力值
35、,反算出地基刚度值,将该刚度值替代弹性地基梁计算中的基床反力系数。这将该刚度值替代弹性地基梁计算中的基床反力系数。这样就可以求出上部荷载、筏板基础和地基三者样就可以求出上部荷载、筏板基础和地基三者协同工作协同工作时的沉降分布情况。时的沉降分布情况。53模式模式1 1是指进行弹性地基梁结构计算时不考虑上部结构刚度影是指进行弹性地基梁结构计算时不考虑上部结构刚度影响,该方法是最常用的,一般推荐使用,只有当该方法计算响,该方法是最常用的,一般推荐使用,只有当该方法计算截面不够且不宜扩大时再考虑其他计算模式。截面不够且不宜扩大时再考虑其他计算模式。l模式模式2 2是指进行弹性地基结构计算时可考虑一定等
36、代刚度的影是指进行弹性地基结构计算时可考虑一定等代刚度的影响,上部结构刚度的大小可根据具体情况输入一个地基刚度响,上部结构刚度的大小可根据具体情况输入一个地基刚度倍数即可。倍数即可。l模式模式3 3是指进行弹性地基结构计算时将等代上部结构刚度考虑是指进行弹性地基结构计算时将等代上部结构刚度考虑得非常大,以致于各节点的位移差很小(不包括整体倾斜时得非常大,以致于各节点的位移差很小(不包括整体倾斜时的位移差),此时几乎不存在整体弯距,只有局部弯距,其的位移差),此时几乎不存在整体弯距,只有局部弯距,其结果类似于传统方法,一般来说,如果跨度相差不大,考虑结果类似于传统方法,一般来说,如果跨度相差不大
37、,考虑上部结构刚度后,各梁的弯距相差不太大,配筋更加均匀了。上部结构刚度后,各梁的弯距相差不太大,配筋更加均匀了。54l模式模式4 4是是SATWESATWE或或TATTAT计算的上部结构刚度用子结构方法计算的上部结构刚度用子结构方法凝聚到基础上,该方法最接近实际情况,用于框架结凝聚到基础上,该方法最接近实际情况,用于框架结构非常理想,构非常理想,SATWESATWE刚度同样适用于剪力墙结构,但刚度同样适用于剪力墙结构,但TATTAT该模式不太适用于剪力墙结构,因为该模式不太适用于剪力墙结构,因为TATTAT的墙体简的墙体简化为薄璧柱,其刚度只能凝聚到距形心最近的一个节化为薄璧柱,其刚度只能凝
38、聚到距形心最近的一个节点上,当墙休较大,较复杂时就有可能造成刚度分布点上,当墙休较大,较复杂时就有可能造成刚度分布不正常,影响计算结果。使用模式不正常,影响计算结果。使用模式4 4的条件是必须在计的条件是必须在计算算SATWESATWE或或TATTAT选择把选择把“刚度传给基础刚度传给基础”项,如两种数项,如两种数据都存在时,优先使用据都存在时,优先使用SATWESATWE刚度(刚度(TATTAT和和SATWESATWE刚度数刚度数据文件名为据文件名为TATFDK.TATTATFDK.TAT和和SATFDK.SATSATFDK.SAT)。)。l模式模式5 5是采用传统的倒楼盖方法,梁单元取用了
39、考虑剪是采用传统的倒楼盖方法,梁单元取用了考虑剪切变形的普通梁单元刚度矩陈,一般不推荐使用该方切变形的普通梁单元刚度矩陈,一般不推荐使用该方法,其结果明显不同于弹性地基梁方法。法,其结果明显不同于弹性地基梁方法。552、条基计算中,软件中无论把翼缘加到多大,程序都提示翼缘抗剪不足,采用上次基础专门讲座提到的方法都没用,我想知道是软件本身的问题还是什么?(软件本身的问题)3、基础梁计算时选“节点下底面积重复利用修正”,那在推出“基础人机交互输入”时程序自动计算的“地基梁反力”是否已修正过?(修正过)565、某高层,采用梁式筏板基础,筏板1.5米厚,地基梁最高为2m,对地基梁采用弹性地基梁法和“有
40、限元”两种方法计算,配筋结果差别很大,前者比后者配筋量大一倍,为什么有如此结果?该采用那个结果?57结合工程实例结合工程实例, ,梁元法与板元法计梁元法与板元法计算同一基础,为什么结果差异很算同一基础,为什么结果差异很大大 58 某工程采用梁式筏板基础,基础布置如图某工程采用梁式筏板基础,基础布置如图6-1,基床反力系数均取基床反力系数均取20000KN/m3,计算结果如图计算结果如图6-2。工程实例工程实例59 图6-1 基础平面布置图60 图6-2 两种计算模型的配筋比较图61 通过图通过图6-26-2所示的结果可知,两种计算模式所产生的所示的结果可知,两种计算模式所产生的计算结果存在一定
41、的差异。这主要是由于两种计算模计算结果存在一定的差异。这主要是由于两种计算模型的假定不同。这二者之间的差异主要表现在:型的假定不同。这二者之间的差异主要表现在:v 梁元法计算梁式筏板基础时,地基梁的计算是按照带梁元法计算梁式筏板基础时,地基梁的计算是按照带翼缘的翼缘的T T形梁计算的,梁翼缘宽度确定的原则是按各房形梁计算的,梁翼缘宽度确定的原则是按各房间面积除以周长,将其加到梁一侧,另一侧再由那边间面积除以周长,将其加到梁一侧,另一侧再由那边相应的房间确定,最后两侧宽度叠加得到梁的总翼缘相应的房间确定,最后两侧宽度叠加得到梁的总翼缘宽度。宽度。v 板元法计算梁式筏板基础时,地基梁的计算仅按照矩
42、板元法计算梁式筏板基础时,地基梁的计算仅按照矩形梁计算,没有按照形梁计算,没有按照T T形梁计算。形梁计算。v 梁元法计算筏板时,板仅仅是按四边嵌固的楼盖方式梁元法计算筏板时,板仅仅是按四边嵌固的楼盖方式计算它的内力和配筋,不考虑板与梁整体弯曲的作用。计算它的内力和配筋,不考虑板与梁整体弯曲的作用。v 板元法计算筏板时,采用有限元的方法对楼板进行内板元法计算筏板时,采用有限元的方法对楼板进行内力计算,能够考虑板与梁整体弯曲作用的影响。力计算,能够考虑板与梁整体弯曲作用的影响。626、弹性地基梁输完退出会显示预计地基反力与上部荷载之比默认是1,这时是点确定还是否?6364该工程为一支架,基础布置
43、如图一。初始设计时将梁截该工程为一支架,基础布置如图一。初始设计时将梁截面尺寸面尺寸“梁肋宽梁肋宽* *梁高梁高* *翼沿宽翼沿宽”根据荷载大小,分别根据荷载大小,分别取取“700“700* *600600* *20002000,700700* *800800* *34003400,600600* *10001000* *1800”1800”。 图8-1 基础平面布置及地基梁截面定义65JCJC人机交互退出时,提示人机交互退出时,提示“是否显示地基承载力验算结是否显示地基承载力验算结果果”,选择,选择“显示显示” ” (图(图8-28-2)。)。图 8-266 程序在命令提示区输出程序在命令提
44、示区输出“是否由程序自动调整梁翼沿宽是否由程序自动调整梁翼沿宽度度”菜单,有菜单,有“地基梁修正后平均承载力地基梁修正后平均承载力:280:280kN/mkN/m* *m; m; 底板平均反力底板平均反力( (含基础自重含基础自重):160):160kN/mkN/m* *m”m”(图图8-38-3),),将将“预期承载力与反力比值预期承载力与反力比值”输入为输入为1.21.2,后点,后点“修修改改”,程序回自动根据比值自动调整梁翼沿宽度,程序回自动根据比值自动调整梁翼沿宽度( (图图8-8-4)4)。图8-3 图8-467 程序会自动根据比值自动调整梁翼沿宽度,输出程序会自动根据比值自动调整梁
45、翼沿宽度,输出“地基地基梁修正后平均承载力梁修正后平均承载力:280:280kN/mkN/m* *m; m; 底板平均反力底板平均反力( (含基含基础自重础自重):234):234kN/mkN/m* *m”m”,( (图图8-5)8-5)。图8-5 68 退出退出“人机交互人机交互”后到后到“弹性地基梁结构计算弹性地基梁结构计算”,计算后,计算后查看结果文件查看结果文件JCJS.OUTJCJS.OUT,能输出调整后翼缘宽能输出调整后翼缘宽, , 如图如图8-6 8-6 。 图 8-669 后面画地基梁施工图也直接读取了修改后的翼缘宽度后面画地基梁施工图也直接读取了修改后的翼缘宽度尺寸,图尺寸,
46、图8-78-7。 图 8-7注:注:JCJC人机交互退出修改后的翼缘宽度尺寸,未付值给地基梁中的人机交互退出修改后的翼缘宽度尺寸,未付值给地基梁中的截面定义。截面定义。 701、基础桩筏计算时原版本没有减去水浮力,08版是否考虑? (2008年所有版都考虑)2、桩基础补桩后,原标准的承台,变成了异形承台,如何计算? (桩筏有限元)713、对于核心筒下的大承台PKPM如何进行设计? (人工布置,程序计算校核)4、当桩基础中,既有独立承台,基础梁和筏板,输入顺序有何规定? (筏板后输入)是否都可在桩筏有限元中计算? (是)5、在JCCAD承台桩基中:桩承台计算剪力墙丢失,荷载留在点荷载中,计算承台
47、是否正确?怎样考虑上部剪力墙作用? (交互输入现时没考虑,计算时考虑,反力会出现红字)726、JCCAD对于多柱联合墙柱联合基础(扩层,桩承台),算的好吗? (有限元算)7、高层桩筏,裙房独立承台防水板(梁板式);此时沉降计算时是否将防水板一同按筏板建模;不是仅建桩筏和独立桩承台;水浮力是否进入沉降计算?梁板式底板的梁与筏板的连接如何构造(是进入筏板还是与高楼柱相连),防水板的梁是否可以考虑独立承台作为支座的有利作用?738、05版基础设计中,剪力墙下设承台桩不设地梁时,计算桩和承台按桩筏有限元计算方法,软件给出的配筋和承台厚度是否已考虑冲切?可否直接采用? (应检查桩冲切力图,是否满足)9、
48、如图墙下条形承台是否可以采用桩筏板有限元计算,0厚度板在05版可应用吗? (现可以不布板)7410、剪力墙下布桩,桩上设承台梁,承台梁配筋怎么计算?如果用手工方法计算大直径桩,剪力墙上轴力怎么往桩上分配? (按刚性假设计算)11、桩基础布置时:当桩不规则布置时,承台的计算怎么处理,如断桩补桩时,此时程序怎么计算,依据是什么?配筋形式如何考虑恰当? (按桩筏计算) 12、JCCAD可否计算抗拔桩及岩石锚杆? (抗拔桩按桩处理,岩石锚杆可输入荷载)751、筏板有限元计算时,对网格划分比较混乱,有没有手工调整,该如何处理?(网格调整菜单)2、沿管灌注桩有承台连接时,什么情况下取铰接,什么情况下取固结
49、?有什么区别? (你如何设计,砼就如何受力,因为配筋是后设计的)3、JCCAD中的K值,如何确定,规范规定为附加压力与沉降量的比值,而且有时程序不给出建议值(沉降少于0时) ,给建议值时是分块给出的,为什么? (地质不同)7677v基床反力系数基床反力系数K K值的物理意义值的物理意义 单位面积地表面上引起单位下沉所需施加的力。单位面积地表面上引起单位下沉所需施加的力。v基床反力系数基床反力系数K K值的影响因素值的影响因素 基床反力系数基床反力系数K K值的大小与土的类型、基础埋深、值的大小与土的类型、基础埋深、基础底面积的形状、基础的刚度及荷载作用的时间等基础底面积的形状、基础的刚度及荷载
50、作用的时间等因素有关因素有关 。试验表明。试验表明, ,在相同压力作用下在相同压力作用下, ,基础随基础基础随基础宽度的增加而减小宽度的增加而减小, ,在基底压力和基底面积相同的情况在基底压力和基底面积相同的情况下下, ,矩形基础下土的矩形基础下土的K K值比方形的大值比方形的大. .对于同一基础对于同一基础, ,土土的的K K值随埋置深度的增加而增大。试验还表明,粘性土值随埋置深度的增加而增大。试验还表明,粘性土的的K K值随作用时间的增长而减小。因此,值随作用时间的增长而减小。因此,K K值不是一个值不是一个常量,它的确定是一个复杂的问题。常量,它的确定是一个复杂的问题。78v基床反力系数
51、基床反力系数K K值的计算方法值的计算方法(a) (a) 静载试验法静载试验法 静载试验法是现场的一种原位试验,通过此种方法可静载试验法是现场的一种原位试验,通过此种方法可 以得到荷载以得到荷载沉降曲线(即沉降曲线(即P-SP-S曲线),如图曲线),如图11-111-1:图11-1 静载试验法得到的P-S曲线79根据图根据图1 1所得到的所得到的P-SP-S曲线,则曲线,则K K值的计算公式如下:值的计算公式如下:l其中,P2、P1分别为基底的接触压力和土自重压力,l S2、S1分别为相应于P2、P1的稳定沉降量。 静载试验法计算出来的静载试验法计算出来的K值是不能直接用于基础设计值是不能直接
52、用于基础设计的,必须经太沙基修正后才能使用,这主要是因为此种方的,必须经太沙基修正后才能使用,这主要是因为此种方法确定法确定K值时所用的荷载板底面积远小于实际结构的基础值时所用的荷载板底面积远小于实际结构的基础底面积,因此需要对底面积,因此需要对K值进行折减的缘故。值进行折减的缘故。 从公式(从公式(1)可以看出,)可以看出,P2-P1 和和S2-S1实际上就是在试验实际上就是在试验中所施加的荷载及其引起的稳定沉降量。其计算出来的中所施加的荷载及其引起的稳定沉降量。其计算出来的K值就是地基的弹簧刚度。值就是地基的弹簧刚度。1212SSPPK80(b b)按基础平均沉降按基础平均沉降S Sm m
53、反算反算 用分层总和法按土的压缩性指标计算若干点沉降后取用分层总和法按土的压缩性指标计算若干点沉降后取平均值平均值S Sm m,得得 K=p/ S K=p/ Sm m 式中式中p p为基底平均压力,这个方法对把沉降计算结果控为基底平均压力,这个方法对把沉降计算结果控制在合理范围内是非常重要的。用这种方法计算的制在合理范围内是非常重要的。用这种方法计算的k k值值不需要修正,不需要修正,JCCADJCCAD在在“桩筏筏板有限元计算桩筏筏板有限元计算”中使用中使用的就是这种方法。的就是这种方法。(c c)经验值法经验值法JCCADJCCAD说明书附录二中建议的说明书附录二中建议的K K值值81 基
54、床反力系数基床反力系数K K是基础设计中非常重要的一个参数,是基础设计中非常重要的一个参数,因为它的大小直接影响到基础反力的大小。因此,合因为它的大小直接影响到基础反力的大小。因此,合理地确定此参数的大小就显得至关重要。本文拟结合理地确定此参数的大小就显得至关重要。本文拟结合在设计院应用得非常广泛的在设计院应用得非常广泛的JCCADJCCAD软件,与广大设计人软件,与广大设计人员共同讨论如何合理地确定基床反力系数员共同讨论如何合理地确定基床反力系数K K。82JCCAD软件在软件在“桩筏筏板有限元计算桩筏筏板有限元计算”中,中,K值的计算值的计算公式为:公式为:“板底土反力基床系数建议(板底土
55、反力基床系数建议(kN/m3)”=“总面荷载值总面荷载值(准永久值)(准永久值)”/“平均沉降平均沉降S1(m)”83图11-2 JCCAD在“桩筏筏板有限元计算”中K值的计算结果84 如果设计人员无法准确预估沉降量,则或者按经如果设计人员无法准确预估沉降量,则或者按经验值法输入验值法输入K K值,或者采用程序提供的建议值。这两种值,或者采用程序提供的建议值。这两种方法产生的方法产生的K K值在很多情况下会有很大的差别,有时甚值在很多情况下会有很大的差别,有时甚至相差一个数量级。这主要是因为采用经验值法计算至相差一个数量级。这主要是因为采用经验值法计算出的出的K K值不仅受人为因素的影响很大,
56、而且其考虑的因值不仅受人为因素的影响很大,而且其考虑的因素比较粗糙的缘故。而采用程序提供的建议值时,只素比较粗糙的缘故。而采用程序提供的建议值时,只要输入的地质资料准确无误,则程序计算出的结构平要输入的地质资料准确无误,则程序计算出的结构平均基床反力系数均基床反力系数K K是没有问题的。是没有问题的。85v设计建议设计建议 对于某些工程,若基础埋深比较大,当基础开挖的土体对于某些工程,若基础埋深比较大,当基础开挖的土体重量大于结构本身重量时,地基土产生回弹,则程序将无重量大于结构本身重量时,地基土产生回弹,则程序将无法给出法给出K K的建议值。此时设计人员可以考虑回弹再压缩,的建议值。此时设计
57、人员可以考虑回弹再压缩,用结构用结构“总面荷载值(准永久值)总面荷载值(准永久值)”/“”/“回弹再压缩沉降回弹再压缩沉降值(值(mmmm)”得到基床反力系数得到基床反力系数K K值。值。 86l1,来源于苏联规范,正常用于路基上枕木、轨道计算(压力泡小,与表层土相关)。l2,没有考虑压缩深度的影响,没有考虑荷载大小的影响,建筑物宽度方向也在几十米多。l3,原有研究成果没有考虑上部结构的影响。l4,计算内力反映的变形与实际的沉降不是一个量级。l建议:l可取用,但不考虑上部结构共同作用。l如取沉降反算的值,应考虑上部结构共同作用。874、原版jccad中,柱墩输入 在上部构件中,计算内力配筋时有
58、问题,现改进了吗?(原来柔性柱墩厚度没考虑,现已加)刚性柱墩与柔性柱墩在哪里选择输入?(程序自动判断)5、jccad中,独基加防水板,防水板的计算模型是什么?板底只受水浮力?板面只受上面荷载?配筋计算? (筏板信息中荷载可以是负,基床系数可以是0,约束加在独基或梁上)6、桩筏基础中,程序自动生成的桩刚度系数的计算依据是什么?(桩基规范附录)如果要调整桩刚度系数,调整的依据?(试桩报告或经验)7、桩筏基础考虑桩土共同作用如何实现?通过调整桩刚度来实现是否可以?(桩间土以基床系数表示分担反力大小,程序根据规范自动确定分担比例)888、桩基设计中,桩k值的定义和取值情况;用桩筏计算出的弹性地基梁,是
59、否反映箍筋的要求?(能)9、为了调整不均匀沉降,沉降后浇带的作用怎样在pkpm中体现?89主楼与裙房之间设置施工后浇带主楼与裙房之间设置施工后浇带(1 1)JCCADJCCAD软件设置后浇带的操作步骤软件设置后浇带的操作步骤 在主楼与裙房之间设置施工后浇带来解决沉降差异在主楼与裙房之间设置施工后浇带来解决沉降差异问题,是目前工程界最常用的方法。新版的问题,是目前工程界最常用的方法。新版的JCCADJCCAD软件软件在在“桩筏筏板有限元计算桩筏筏板有限元计算”菜单中增加了设置后浇带菜单中增加了设置后浇带的功能。具体操作过程为:的功能。具体操作过程为: 在在“模型参数模型参数”中填写中填写“如设后
60、浇带,浇后浇带的如设后浇带,浇后浇带的荷载系数荷载系数”参数(如图参数(如图12-512-5所示):所示):90 图12-5 后浇带参数的填写91 该参数的本质是要求设计人员预计在主体结构该参数的本质是要求设计人员预计在主体结构完成以后,浇注后浇带前,结构荷载加载了多少?完成以后,浇注后浇带前,结构荷载加载了多少?体现在沉降上,实际上就是沉降在浇铸后浇带前体现在沉降上,实际上就是沉降在浇铸后浇带前完成了多少?因此,建议设计人员可以根据建完成了多少?因此,建议设计人员可以根据建筑地基基础设计规范(筑地基基础设计规范(GB500072002GB500072002)()(以下以下简称地基规范)第简称
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