YJK基础设计及应用案例分析PPT-3141

YJK基础础设设计计软软件件最新新进进展展及及工工程程应应用用案案例例分分析析20151内容容大大纲纲基础础设设计计的的荷荷载载及及软软件件应应用用要要点点复杂杂基基础础设设计计要要点点基于于桩桩土土非非线线性性分分析析的的抗抗浮浮、、人人防防设设计计防水水板板设设计计要要点点基于于上上部部基基础础土土共共同同作作用用的的迭迭代代计计算算方方法法用用于于沉沉降降计计算算基础础冲冲切切抗抗剪剪分分析析与与传传统统软软件件的的对对比比和和改改进进YJK基基础础建建模模的的主主要要特特点点YJK设设计计结结果果管管理理的的主主要要特特点点YJK基基础础施施工工图图应应用用要要点点十.考虑虑基基础础变变形形对对上上部部结结构构的的影影响响—上部部基基础础土土共共同同分分析析模模型型的的新新应应用用第5节基础础沉沉降降计计算算基础础沉沉降降的的计计算算方方法法和和相相关关规规范范《建建筑筑地地基基基基础础设设计计规规范范》》GB50007-2011第5.3.12条：：““在在同同一一整整体体大大面面积积基基础础上上建建有有多多栋栋高高层层和和低低层层建建筑筑，，宜宜考考虑虑上上部部结结构构、、基基础础与与地地基基的的共共同同作作用用进进行行变变形形分分析析””。。影响响沉沉降降的的因因素素：：上部部刚刚度度基础础刚刚度度桩土土性性质质基本本方方法法---分层层总总和和法法密桩桩-等代代墩墩体体的的等等效效作作用用分分层层总总和和法法疏桩桩—mindlin方法法mindlin方法法基础础回回弹弹再再压压缩缩埋置置较较深深时时必必须须考考虑虑沉降降结结果果为为0反力力小小于于自自重重应应力力沉降降计计算算考考虑虑了了基基础础相相互互影影响响考虑虑影影响响的的距距离离越越大大，，沉沉降降越越大大；；根据据《桩基基规规范范》5.5.14条，，取取0.6倍桩桩长长为为半半径径的的范范围围；；基础础之之间间互互相相影影响响是是普普遍遍存存在在，，最最终终的的附附加加应应力力，，都都应应按按““叠叠加加原原理理””求求和和计计算算。。特别别对对于于一一些些带带裙裙房房的的高高层层建建筑筑，，主主楼楼下下采采用用桩桩筏筏基基础础，，裙裙房房下下采采用用桩桩承承台台基基础础或或独独立立基基础础，，主主楼楼基基础础对对群群房房基基础础的的沉沉降降有有显显著著的的影影响响。。在在程程序序中中，，对对不不同同的的基基础础下下的的附附加加应应力力，，都都按按照照““Boussinesq解+Mindlin解””的的原原理理进进行行计计算算。。V1.6优化化调调整整了了沉沉降降参参数数区分分桩桩和和非非桩桩基基础础桩按按mindin方法法的的关关键键参参数数V1.6的调调整整《桩基基规规范范》附录录F地质质资资料料的的主主参参数数，，端端阻阻α、均均匀匀侧侧阻阻系系数数βα自动计算依据据地质资料【极限桩侧】、【极限端侧】；沉降：均匀分分布<三角形<端压α增大，沉降增增大；β增大，沉降减减少；沉降结果和有有限元位移之之间的关系位移和沉降的的计算过程完完全不同位移：按有限限单元法计算算。沉降：按分层层总和法计算算。沉降在节节点位移得到到后，计算基基底压力，再再计算附加压压力，再分层层总和计算沉沉降。计算过过程如下：1、沉降试算确确定初始桩刚刚度和基床反反力系数；2、总刚度方程程有限元求解解δ；Kδ=F(δ板的弹性位移移或变形，不不是沉降s)；3、节点位移换换算成桩、土土等效弹簧的的变形量，得得到桩顶荷载载（桩反力））和基底压力力；4、已知桩顶附附加荷载和基基底附加压力力，计算沉降降，如果没有有选择二次计计算，作为最最终沉降计算算结果。沉降迭代计算算的必要性如果基础与土土未脱离（基基本如此），，板底沉降和和位移是相等等的；但由于沉降计计算的非线性性，无法一次次计算得到一一致的位移和和沉降。而传统软件直直接将一次计计算的板位移移（弹性变形形）作为沉降降结果，是不不对的，实际际是节点位移移——>得到基底压力力——>按规范计算沉沉降。基础沉降的迭迭代计算流程程和效果YJK提供基础沉降降迭代计算方方法1）沉降试算->确定初始桩刚刚度和基床反反力系数；2）第一次有限限元计算得到到第一次位移移，根据桩土土刚度和位移移得到桩反力力和基底压力力计算第一次次沉降；根据据位移和沉降降的差异，更更新桩土刚度度；3）第二次有限限元计算得到到新位移，再再计算一次桩桩反力和基底底压力分层总总和法得到新新沉降，检查查位移和沉降降差值，更新新桩土刚度；；4）多次迭代直直到位移和沉沉降小于允许许值沉降迭代的技技术条件说明明：1）软件对于沉沉降计算的准准永久组合按按独立的沉降降模型进行计计算，所以选选择迭代计算算沉降，只影影响沉降的计计算结果；2）沉降迭代收收敛误差控制制建议为预计计最大沉降的的5%，最大次数一一般建议在10次以内，软件件最大允许迭迭代次数为50次。3）按“弹性地地基梁板法””整体有限元元计算的基础础才进行迭代代计算沉降，，选择“倒楼楼盖法”进行行计算时，软软件不迭代计计算沉降；4）抗拔的锚杆是不不用进行沉降降计算的，修改锚杆（用桩建建模）的抗压压刚度小于1000，软件将对于于桩抗压刚度度的桩不迭代代计算沉降；；5）不分担上部结构构荷载的土，如按常规桩基设计桩筏或者按筏板板建模的防水水板，也是不不用进行沉降降计算的，用用户可以修改改指定其抗压压刚度小于100，对于刚度小小于100的土，软件也也不迭代计算算沉降；平筏基础沉降降迭代实例沉降迭代效果果不迭代的位移移2mm迭代的位移36mm不迭代的沉降降70mm迭代的沉降36mm桩筏基础沉降降迭代实例沉降迭代效果果不迭代的位移移25迭代的位移38不迭代的沉降降55迭代的沉降37混合基础沉降降迭代实例沉降迭代效果果不迭代的位移移11迭代的位移45不迭代的沉降降53迭代的沉降46考虑沉降迭代代后刚度对内内力配筋的影影响应用案例例内力配筋是基基本模型，试试算的桩土刚刚度，如筏板板内是均值；；沉降采用独立立的沉降模型型，迭代后的的桩土刚度，，各处有差异异；一个应用就是是采用迭代后后的刚度做内内力配筋承载载力设计《高层建建筑筏筏形与与箱形形基础础技术术规范范》附录E地基反反力系系数基础方方案布置主主楼5m裙房1m地质资资料沉降计计算的的参数数设置置根据地地质资资料自自动试试算桩桩土刚刚度沉降试试算基基床系系数30万KN/M^3第一次次计算算–不勾选选【基本模模型采采用沉沉降模模型刚刚度】迭代沉降的的结果-最大32.5mm沉降迭代后后中心区域域基床系数5万沉降迭代后边缘基床床系数30万直接采用初初始刚度的的位移图-10mm第二次计算算–勾选该参数数采用迭代后后刚度采用迭代后后刚度的位移图—增大不少（（10mm——>40mm)承载力结果果-满足地震组合承承载力结果-满足内容大纲基础设计的的荷载及软软件应用要要点复杂基础设设计要点基于桩土非非线性分析析的抗浮、、人防设计计防水板设计计要点基于上部基基础土共同同作用的迭迭代计算方方法用于沉沉降计算基础冲切抗抗剪分析与与传统软件件的对比和和改进YJK基础础建模的主主要特点YJK设计计结果管理理的主要特特点YJK基础础施工图应应用要点十.考虑基础变变形对上部部结构的影影响—上部基础土土共同分析析模型的新新应用第6节基础冲切抗抗剪分析与与传统软软件的对比比和改进基础冲切抗抗剪计算控制筏板、、承台、独独基厚度的的关键计算算55采用有限元元计算结果果得出的桩桩土反力值值在内筒冲剪剪、墙柱冲切、桩冲切计算时，桩的反力和土的反力力采用有限限元计算结结果得出的的桩净反力力值不能采用桩桩承载力特特征值计算算——筏板加厚很很多、过于于保守不能采用筏筏板下桩、、土的平均均反力计算算——结果不合理理56工程概况上部为框筒筒结构（混混凝土核心心筒+钢框架），，地下3层，地上54层，总高203m。下部为平平筏基础，，埋深为-15.0m，持力层为为卵石，主主筏板厚度度2.0m，主楼下3.3m，核心筒下下3.95m。传统软件内内筒冲剪结结果59平均净反力力=总荷载÷总面积3.95m厚筏，冲切切安全系数数0.6，以此推算算，筏板厚厚度增大到到6.5m才能满足要要求YJK内筒冲剪结结果荷载-反力=冲切力冲切安全系系数是1.89规范条文说说明对比61PKPMYJK内筒荷载951396936211地基反力354795786117冲切力596601150094安全系数0.61.89计算结果不同的原因采用平均基底压力采用按弹性地基法计算的基底压力桩冲切计算算依据承台桩冲切切63上部为剪力力墙结构，，地上14层，总高34.8m。下部为桩桩承台基础础，埋深为为-4.5m，持力层为为碎石。传统软件的的承台桩冲冲切结果64从800mm开始，每增增加50mm试算一次，，直到满足足要求为止止。最终，，需要1250mm，才能满足足要求。实际上桩都都在柱、墙墙冲切锥内内，不需要要进行角桩桩冲切验算算《桩基规范》5.9.8：对位于柱柱（墙）破破坏锥体以以外的基桩桩。。。YJK的承台冲切切结果65计算柱冲切切力时，如如果桩在冲冲切锥内，，则扣除桩桩反力，因因此冲切力Fl为0。所有的桩都都在柱墙冲冲切锥内，，不再进行行角桩冲切切验算验算结果：：800mm厚的承台完完全满足要要求。多柱墙承台台、桩筏板板柱冲切计计算依据：：多柱墙承台台、桩筏板板柱冲切计计算依据：：承台的柱冲冲切验算必必须考虑冲冲跨比影响响68按照桩基规规范（JGJ-2008）第5.9.7条执行，计算书如如下：考虑冲跨比比影响，按按柱边和桩桩边位置确确定冲切角角，介于45度与75度之间（1-0.25）计算冲切力力FL时，扣除冲冲切锥底面面范围内的的桩反力，，本例中，，3912.2=4890.2––978.0柱冲切不够够时可移动部分分桩到柱的的冲切破坏坏锥体内69将靠近柱的的4根桩各向内内移动100mm原来软件按按45度冲切锥计计算，计入入了4根桩的反力力70柱冲切筏板板时根据柱柱和桩的位位置自动找找出冲切破破坏椎体说明柱下桩桩应尽量布布置在柱下下的冲切破坏锥锥体以内原来软件按按45度算冲切锥锥，有2根桩在锥体体内，冲切切结果满足足要求软件柱冲切筏板板的部分计计算书72计算书无桩时的计计算公式有桩时的计计算公式对带边框柱柱剪力墙按按照墙肢和和边框柱的的组合截面面抗冲切验验算左图为自动动实现的合合并冲切验验算，即将将边框柱和和剪力墙合合在一起，，作为一个个验算单元元考虑，相相当于一个个异形柱。。图中，白白线为冲切切锥与筏板板底面的交交线，蓝线线为冲切临临界截面左图的其他他情况，可可通过人工工交互的方方式，指定定需要“合合算”的柱柱和墙肢，，柱墙冲切图图给出所有有墙、柱的的计算结果果，短墙肢自动动按照组合合截面抗冲冲切验算墙柱冲切与传统软软件对比分分析实例结构不对称称基础布置不不对称变形不均匀匀反力不均匀匀差别明明显300~400mpa200~300mpa上部荷载16400173001660017500两处上部荷载接接近显然下面柱柱子冲切更更不利下面两个柱柱子由于基基底反力小小，冲切会会更大，冲冲切验算应应该更不利利，柱墩布布置应该更更厚。原模型中错错误设计为为下面的柱柱墩是400厚，上面的的是500。所以下面的的应该更不不容易满足足要求YJK反映下面柱冲切切更不利下面两个的的结果-JC上面两个的的结果-JCJc错误采用了了平均反力力两处的验算算结果很接接近不能反映出出下面两个个由于反力力小冲切不不利的结论论结论冲切验算必必须使用实实际反力，，不能采用用平均反力力。这也是规范范要求的，，否则不能能正确计算算冲切力，，冲切验算算结果也就就不能作为为参考依据据。基础计算可可以考虑上上部结构刚刚度，计算算更真实的的反力分布布。冲切力力更接近实实际情况。。该工程建议议调整柱墩的的设置，，YJK验算表明不不足的位置置，增加柱柱墩的厚度度。该工程建议议2：加厚区的的布置调整整加厚区范围围应该以超超过冲切椎椎体范围为为宜；（参参考YJK的图形）否则不能提提升冲切承承载力基于基础有有限元计算算结果的基基础抗剪验验算非有限元桩桩基承台剪剪切计算依依据：依据《建筑桩基技技术规范》（JGJ94-2008）第5.9.10柱下独立桩桩基承台斜斜截面受剪剪承载力应应按下列规规定计算：：1.非有限元桩桩基承台剪剪切计算依依据：有限元计算算的复杂桩桩基承台以以及筏板的的剪切计算算依据：桩基承台剪剪切在YJK基础软件的的实现方案案对于桩基承承台，分简简单承台和和多柱墙复复杂承台两两种，分别别采用《建筑桩基技技术规范》（JGJ94-2008）第5.9.10和《建筑地基基基础设计规规范》第8．4．10条相应规定定。筏板剪切切在基础础软件的的实现方方案按照《建筑地基基基础设设计规范范》第8．4．10条规定进进行筏板板剪切验验算，验验算时取取两个方方向XY每条边的的剪力平平均值，，取最大大作为Vs验算。可以参照照筏板剪剪力图进进行校对对冲切抗剪剪小结冲切破坏坏锥体下下的反力力：使用用有限元元结果的的反力反力在计计算书中中输出，，无桩时时的反力力包括水水浮力考虑上部部墙柱和和下部桩桩的位置置关系，，考虑冲冲跨比短肢墙、、对于带带边框柱柱墙按照照组合截截面计算算冲切输出所有有墙的结结果内容大纲纲基础设计计的荷载载及软件件应用要要点复杂基础础设计要要点基于桩土土非线性性分析的的抗浮、、人防设设计防水板设设计要点点基于上部部基础土土共同作作用的迭迭代计算算方法用用于沉降降计算基础冲切切抗剪分分析与传传统软件件的对比比和改进进YJK基基础建模模的主要要特点YJK设设计结果果管理的的主要特特点YJK基基础施工工图应用用要点十.考虑基础础变形对对上部结结构的影影响—上部基础础土共同同分析模模型的新新应用基础的统统一建模模统一计计算建模的主主要特点点集成所有有基础形形式的统统一基础础建模；；基于AtuoCAD导图的快快速建模模；筏板布置置、编辑极极其方便便；不依赖网网格节点点；支持任意意形状编编辑；支持移动动复制镜镜像等复复杂操作作；强大的辅辅助编辑辑工具辅助自动动建模；可转JCCAD的基础模模型101集成所有有基础形形式的基基础建模模Ribbon风格，平平面和三三维结合合的布置置方式地质资料料独立基础础条基拉梁CAD导入地基梁筏板承台桩基于AtuoCAD导图的快快速建模模发行版内测版扩扩充筏板布置置、编辑极极其方便便布置不再再依赖节节点网格格；加厚区、、减薄区区、开洞洞、后浇浇带；编辑灵活活筏板编辑功能能进一步步增强实用的辅辅助工具具统一修改改标高、、地基承承载力、、阶高；；自动的模模型碰撞撞检查及及合并；；自动工程程量统计计；基础自动动布置流流程和常常见问题题柱下独基基、承台台自动生生成常见见问题柱下独基基自动布布置原则则：（1）计算各各荷载标标准组合合作用下下满足地地基承载载力要求求的基础础底面尺尺寸，并并按取整整后的最最大值作作为基础础底面尺尺寸（2）进行各各基本组组合作用用下基础础抗冲切切计算，，得到满满足冲切切剪切要要求的基基础最小小高度，，并与独独基参数数中的““独立基基础最小小高度””比较取取大值。。（3）还要保保证底板板挑出长长度与基基础高度度比值小小于2.5，对于锥锥型基础础要保证证锥型基基础坡度度不大于于1:3，否则增增加基础础端部高高度。柱柱边缘与与最上阶阶基础边边缘控制制在50mm以内。承台自动动布置原原则：（1）首先计计算各荷荷载标准准组合作作用下满满足桩承承载力要要求的基基础底面面尺寸，，并按取取整后的的最大值值作为承承台底面面尺寸（（多柱墙墙时只能能布置矩矩形承台台）。（2）进行各各基本组组合作用用下基础础抗冲切切、抗剪剪切计算算，得到到满足冲冲剪要求求的基础础最小高高度。多柱下或或剪力墙墙下独立立基础/桩基承台台的自动动设计特特点多柱墙时时在窗选选范围内内程序找找出所有有的墙与与柱，并并沿着最最长墙肢肢的方向向作为布布置主方方向，多多柱墙外外包区域域为冲切切截面。。根据荷荷载数据据、地基基基础参参数等相相关数据据自动生生成基础础尺寸，，独立基基础底面面形心或或承台桩桩中心可可以选择择几何中中心，也也可以是是所有墙墙柱“恒恒＋活””荷载组组合的合合力作用用点。多柱下或或剪力墙墙下独立立基础/桩基承台台最终计计算不应应该采用用多柱墙墙外包区区域，套套用规范范的公式式，应该该采用筏筏板相同同的有限限元分析析。自动布置置快速建建模与精精确验算算结合应应用模式式如前所述述，YJK基础设计计软件提提供了自自动确定定基础构构件截面面尺寸或或数量的的快速建建模机制制，大大大减少了了设计师师的基础础设计方方案工作作量，能能有效提提升设计计效率和和设计质质量。但是自动动布置只只考虑主主要影响响因素，，它是一一种快速速建模方方式，但但它只是是设计的的一种临临时的状状态，不不能代替替精确的的全面验验算，所所以最终终结果应应该以计计算分析析菜单的的计算结结果为准准。承台自动动布置不不满足要要求的情情况包括括：独基自动动布置不不满足要要求的情情况包括括：自动布置置的独基基很大？？基础计算算及结果果输出基础计算算特点统一的““一键””计算不同类别别基础按按固定次次序计算算：如拉拉梁—独基、防防水板—承台不同类别别基础等等协调计计算：如如独基—地基梁不同计算算内容顺顺序进行行：有限限元—承载力—冲切—抗剪—配筋—沉降最后的沉沉降计算算考虑不不同类型型基础之之间影响响不同基础础类型调调用不同同计算方方法程序自动动识别不不同的基基础类型型，调用用不同的的方法，，对基础础进行分分析计算算。（1）整体式式基础，，包括筏筏板、桩桩筏、地地基梁等等，调用用有限元元求解器器计算，，计算时时可以考考虑上部部刚度。。软件对复复杂承台台、复杂杂独基基基础，包包括多柱柱承台、、墙下承承台、多多柱独基基、墙下下独基也也按照有有限元方方法计算算。（2）分离式式基础，，包括单单柱独基基、单柱柱承台、、墙下条条基等分分离式基基础，调调用相应应的单构构件基础础算法。。但是，如果果单柱独基基、单柱承承台与地基基梁连接，，或者与筏筏板连接，，软件也将将它们按照照有限元方方法计算，，为的是可可以考虑它它们和地梁梁或者和筏筏板的协同同工作。无论采用有有限元方法法还是单基基础算法，，可以在统统一的视图图中查看计计算结果