YJK基础设计及应用案例二

YJK基础设计软件

最新进展及工程应用案例分析

20151内容大纲基础设计的荷载及软件应用要点复杂基础设计要点基于桩土非线性分析的抗浮、人防设计防水板设计要点基于上部基础土共同作用的迭代计算方法用于沉降计算基础冲切抗剪分析与传统软件的对比和改进YJK基础建模的主要特点YJK设计结果管理的主要特点YJK基础施工图应用要点十.考虑基础变形对上部结构的影响—上部基础土共同分析模型的新应用第5节

基础沉降计算基础沉降的计算方法和相关规范《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.3.12条：“在同一整体大面积基础上建有多栋高层和低层建筑，宜考虑上部结构、基础与地基的共同作用进行变形分析”。影响沉降的因素：上部刚度基础刚度桩土性质基本方法---分层总和法密桩

-等代墩体的等效作用分层总和法疏桩—mindlin方法mindlin方法基础回弹再压压缩埋置较深时必必须考虑沉降结果为0反力小于自重重应力沉降计算考虑虑了基础相互互影响考虑影响的距距离越大，沉沉降越大；根据《桩基规范》5.5.14条，取0.6倍桩长为半径径的范围；基础之间互相相影响是普遍遍存在，最终终的附加应力力，都应按““叠加原理””求和计算。。特别对于一些些带裙房的高高层建筑，主主楼下采用桩桩筏基础，裙裙房下采用桩桩承台基础或或独立基础，，主楼基础对对群房基础的的沉降有显著著的影响。在在程序中，对对不同的基础础下的附加应应力，都按照照“Boussinesq解+Mindlin解”的原理进进行计算。V1.6优化调整了沉沉降参数区分桩和非桩桩基础桩按mindin方法的关键参参数V1.6的调整《桩基规范》附录F地质资料的主主参数，端阻阻α、均匀侧阻系系数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）抗拔的锚锚杆是是不用用进行行沉降降计算算的，修改改锚杆（（用桩桩建模模）的的抗压压刚度度小于于1000，软件件将对对于桩桩抗压压刚度度的桩桩不迭迭代计计算沉沉降；；5）不分担上上部结结构荷荷载的的土，如按常规规桩基基设计桩桩筏或者者按筏筏板建建模的的防水水板，，也是是不用用进行行沉降降计算算的，，用户户可以以修改改指定定其抗抗压刚刚度小小于100，对于于刚度度小于于100的土，，软件件也不不迭代代计算算沉降降；平筏基基础沉沉降迭迭代实实例沉降迭迭代效效果不迭代代的位位移2mm迭代的的位移移36mm不迭代代的沉沉降70mm迭代的的沉降降36mm桩筏基基础沉沉降迭迭代实实例沉降迭迭代效效果不迭代代的位位移25迭代的的位移移38不迭代代的沉沉降55迭代的的沉降降37混合基基础沉沉降迭迭代实实例沉降迭迭代效效果不迭代代的位位移11迭代的的位移移45不迭代代的沉沉降53迭代的的沉降降46考虑沉沉降迭迭代后后刚度度对内内力配配筋的的影响响应用用案例例内力配配筋是是基本本模型型，试试算的的桩土土刚度度，如如筏板板内是是均值值；沉降采采用独独立的的沉降降模型型，迭迭代后后的桩桩土刚刚度，，各处处有差差异；；一个应应用就就是采采用迭迭代后后的刚刚度做做内力力配筋筋承载载力设设计《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】迭代沉沉降的的结果果-最大32.5mm沉降迭迭代后后中心心区域域基床床系数5万沉降迭迭代后边缘缘基床床系数数30万直接采采用初初始刚刚度的的位移移图-10mm第二次次计算算–勾选该该参数数采用迭迭代后后刚度度采用迭迭代后后刚度度的位移移图—增大不不少（（10mm——>40mm)承载力力结果果-满足地震组组合承承载力力结果-满足内容大大纲基础设设计的的荷载载及软软件应应用要要点复杂基基础设设计要要点基于桩桩土非非线性性分析析的抗抗浮、、人防防设计计防水板板设计计要点点基于上上部基基础土土共同同作用用的迭迭代计计算方方法用用于沉沉降计计算基础冲冲切抗抗剪分分析与与传统统软件件的对对比和和改进进YJK基础础建模模的主主要特特点YJK设计计结果果管理理的主主要特特点YJK基础础施工工图应应用要要点十.考虑基基础变变形对对上部部结构构的影影响—上部基基础土土共同同分析析模型型的新新应用用第6节基础冲冲切抗抗剪分分析与与传传统软软件的的对比比和改改进基础冲冲切抗抗剪计计算控制筏筏板、、承台台、独独基厚厚度的的关键键计算算55采用有有限元元计算算结果果得出出的桩桩土反反力值值在内筒筒冲剪剪、墙墙柱冲切、桩冲冲切计算时，桩的反力和土的的反力力采用用有限限元计计算结结果得得出的的桩净净反力力值不能采采用桩桩承载载力特特征值值计算算——筏板加加厚很很多、、过于于保守守不能采采用筏筏板下下桩、、土的的平均均反力力计算算——结果不不合理理56工程概概况上部为为框筒筒结构构（混混凝土土核心心筒+钢框架架），，地下下3层，地地上54层，总总高203m。下部部为平平筏基基础，，埋深深为-15.0m，持力力层为为卵石石，主主筏板板厚度度2.0m，主楼楼下3.3m，核心心筒下下3.95m。传统软软件内内筒冲冲剪结结果59平均净净反力力=总荷载载÷总面积积3.95m厚筏，，冲切切安全全系数数0.6，以此此推算算，筏筏板厚厚度增增大到到6.5m才能满满足要要求YJK内筒冲冲剪结结果荷载-反力=冲切力力冲切安安全系系数是是1.89规范条条文说说明对比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切计算算依据据承台桩桩冲切切63上部为为剪力力墙结结构，，地上上14层，总总高34.8m。下部部为桩桩承台台基础础，埋埋深为为-4.5m，持力力层为为碎石石。传统软软件的的承台台桩冲冲切结结果64从800mm开始，，每增增加50mm试算一一次，，直到到满足足要求求为止止。最最终，，需要要1250mm，才能能满足足要求求。实际上上桩都都在柱柱、墙墙冲切切锥内内，不不需要要进行行角桩桩冲切切验算算《桩基规规范》5.9.8：对位位于柱柱（墙墙）破破坏锥锥体以以外的的基桩桩。。。。YJK的承台台冲切切结果果65计算柱柱冲切切力时时，如如果桩桩在冲冲切锥锥内，，则扣扣除桩桩反力力，因因此冲切力力Fl为0。所有的的桩都都在柱柱墙冲冲切锥锥内，，不再再进行行角桩桩冲切切验算算验算结结果：：800mm厚的承承台完完全满满足要要求。。多柱墙墙承台台、桩桩筏板板柱冲冲切计计算依依据：：多柱墙墙承台台、桩桩筏板板柱冲冲切计计算依依据：：承台的的柱冲冲切验验算必必须考考虑冲冲跨比比影响响68按照桩桩基规规范（（JGJ-2008）第5.9.7条执行行，计算算书如如下：：考虑冲冲跨比比影响响，按按柱边边和桩桩边位位置确确定冲冲切角角，介介于45度与75度之间间（1-0.25）计算冲冲切力力FL时，扣扣除冲冲切锥锥底面面范围围内的的桩反反力，，本例例中，，3912.2=4890.2––978.0柱冲切切不够够时可移动动部分分桩到到柱的的冲切切破坏坏锥体体内69将靠近近柱的的4根桩各各向内内移动动100mm原来软软件按按45度冲切切锥计计算，，计入入了4根桩的的反力力70柱冲切切筏板板时根根据柱柱和桩桩的位位置自自动找找出冲冲切破破坏椎椎体说明柱柱下桩桩应尽尽量布布置在在柱下下的冲切破破坏锥锥体以以内原来软软件按按45度算冲冲切锥锥，有有2根桩在在锥体体内，，冲切切结果果满足足要求求软件柱冲切切筏板板的部部分计计算书书72计算书书无桩时时的计计算公公式有桩时时的计计算公公式对带边边框柱柱剪力力墙按按照墙墙肢和和边框框柱的的组合合截面面抗冲冲切验验算左图为为自动动实现现的合合并冲冲切验验算，，即将将边框框柱和和剪力力墙合合在一一起，，作为为一个个验算算单元元考虑虑，相相当于于一个个异形形柱。。图中中，白白线为为冲切切锥与与筏板板底面面的交交线，，蓝线线为冲冲切临临界截截面左图的的其他他情况况，可可通过过人工工交互互的方方式，，指定定需要要“合合算””的柱柱和墙墙肢，，柱墙墙冲冲切切图图给给出出所所有有墙墙、、柱柱的的计计算算结结果果，，短墙墙肢肢自自动动按按照照组组合合截截面面抗抗冲冲切切验验算算墙柱柱冲冲切与与传传统统软软件件对对比比分分析析实实例例结构构不不对对称称基础础布布置置不不对对称称变形形不不均均匀匀反力力不不均均匀匀差差别别明明显显300~400mpa200~300mpa上部部荷荷载载16400173001660017500两处处上部部荷荷载载接接近近显然然下下面面柱柱子子冲冲切切更更不不利利下面面两两个个柱柱子子由由于于基基底底反反力力小小，，冲冲切切会会更更大大，，冲冲切切验验算算应应该该更更不不利利，，柱柱墩墩布布置置应应该该更更厚厚。。原模模型型中中错错误误设设计计为为下下面面的的柱柱墩墩是是400厚，，上上面面的的是是500。所以以下下面面的的应应该该更更不不容容易易满满足足要要求求YJK反映映下面面柱柱冲冲切切更更不不利利下面面两两个个的的结结果果-JC上面面两两个个的的结结果果-JCJc错误误采采用用了了平平均均反反力力两处处的的验验算算结结果果很很接接近近不能能反反映映出出下下面面两两个个由由于于反反力力小小冲冲切切不不利利的的结结论论结论论冲切切验验算算必必须须使使用用实实际际反反力力，，不不能能采采用用平平均均反反力力。。这也也是是规规范范要要求求的的，，否否则则不不能能正正确确计计算算冲冲切切力力，，冲冲切切验验算算结结果果也也就就不不能能作作为为参参考考依依据据。。基础础计计算算可可以以考考虑虑上上部部结结构构刚刚度度，，计计算算更更真真实实的的反反力力分分布布。。冲冲切切力力更更接接近近实实际际情情况况。。该工工程程建建议议调整整柱柱墩墩的的设设置置，，YJK验算算表表明明不不足足的的位位置置，，增增加加柱柱墩墩的的厚厚度度。。该工工程程建建议议2：加加厚厚区区的的布布置置调调整整加厚厚区区范范围围应应该该以以超超过过冲冲切切椎椎体体范范围围为为宜宜；；（（参参考考YJK的图图形形））否则则不不能能提提升升冲冲切切承承载载力力基于于基基础础有有限限元元计计算算结结果果的的基基础础抗抗剪剪验验算算非有有限限元元桩桩基基承承台台剪剪切切计计算算依依据据：：依据据《建筑筑桩桩基基技技术术规规范范》（JGJ94-2008）第第5.9.10柱下下独独立立桩桩基基承承台台斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力应应按按下下列列规规定定计计算算：：1.非有有限限元元桩桩基基承承台台剪剪切切计计算算依依据据：：有限限元元计计算算的的复复杂杂桩桩基基承承台台以以及及筏筏板板的的剪剪切切计计算算依依据据：：桩基基承承台台剪剪切切在在YJK基础础软软件件的的实实现现方方案案对于于桩桩基基承承台台，，分分简简单单承承台台和和多多柱柱墙墙复复杂杂承承台台两两种种，，分分别别采采用用《建筑筑桩桩基基技技术术规规范范》（JGJ94-2008）第第5.9.10和《建筑筑地地基基基基础础设设计计规规范范》第8．4．10条相相应应规规定定。。筏板板剪剪切切在在基基础础软软件件的的实实现现方方案案按照照《建筑筑地地基基基基础础设设计计规规范范》第8．4．10条规规定定进进行行筏筏板板剪剪切切验验算算，，验验算算时时取取两两个个方方向向XY每条条边边的的剪剪力力平平均均值值，，取取最最大大作作为为Vs验算算。。可以以参参照照筏筏板板剪剪力力图图进进行行校校对对冲切切抗抗剪剪小小结结冲切切破破坏坏锥锥体体下下的的反反力力：：使使用用有有限限元元结结果果的的反反力力反力力在在计计算算书书中中输输出出，，无无桩桩时时的的反反力力包包括括水水浮浮力力考虑虑上上部部墙墙柱柱和和下下部部桩桩的的位位置置关关系系，，考考虑虑冲冲跨跨比比短肢肢墙墙、、对对于于带带边边框框柱柱墙墙按按照照组组合合截截面面计计算算冲冲切切输出出所所有有墙墙的的结结果果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基础础的的统统一一建建模模统统一一计计算算建模模的的主主要要特特点点集成成所所有有基基础础形形式式的的统统一一基基础础建建模模；；基于于AtuoCAD导图图的的快快速速建建模模；筏板板布布置置、编编辑辑极极其其方方便便；；不依依赖赖网网格格节节点点；；支持持任任意意形形状状编编辑辑；；支持持移移动动复复制制镜镜像像等等复复杂杂操操作作；；强大大的的辅辅助助编编辑辑工工具具辅助助自自动动建建模模；可转转JCCAD的基基础础模模型型101集成成所所有有基基础础形形式式的的基基础础建建模模Ribbon风格格，，平平面面和和三三维维结结合合的的布布置置方方式式地质质资资料料独立立基基础础条基基拉梁梁CAD导入入地基基梁梁筏板板承台台桩基于于AtuoCAD导图图的的快快速速建建模模发行行版版内测测版版扩扩充充筏板板布布置置、编编辑辑极极其其方方便便布置置不不再再依依赖赖节节点点网网格格；；加厚厚区区、、减减薄薄区区、、开开洞洞、、后后浇浇带带；；编辑辑灵灵活活筏板编辑辑功功能能进进一一步步增增强强实用用的的辅辅助助工工具具统一一修修改改标标高高、、地地基基承承载载力力、、阶阶高高；；自动动的的模模型型碰碰撞撞检检查查及及合合并并；；自动动工工程程量量统统计计；；基础础自自动动布布置置流流程程和和常常见见问问题题柱下下独独基基、、承承台台自自动动生生成成常常见见问问题题柱下下独独基基自自动动布布置置原原则则：：（1）计计算算各各荷荷载载标标准准组组合合作作用用下下满满足足地地基基承承载载力力要要求求的的基基础础底底面面尺尺寸寸，，并并按按取取整整后后的的最最大大值值作作为为基基础础底底面面尺尺寸寸（2）进进行行各各基基本本组组合合作作用用下下基基础础抗抗冲冲切切计计算算，，得得到到满满足足冲冲切切剪剪切切要要求求的的基基础础最最小小高高度度，，并并与与独独基基参参数数中中的的““独独立立基基础础最最小小高高度度””比比较较取取大大值值。。（3）还还要要保保证证底底板板挑挑出出长长度度与与基基础础高高度度比比值值小小于于2.5，对对于于锥锥型型基基础础要要保保证证锥锥型型基基础础坡坡度度不不大大于于1:3，否否则则增增加加基基础础端端部部高高度度。。柱柱边边缘缘与与最最上上阶阶基基础础边边缘缘控控制制在在50mm以内内。。承台台自自动动布布置置原原则则：：（1）首首先先计计算算各各荷荷载载标标准准组组合合作作用用下下满满足足桩桩承承载载力力要要求求的的基基础础底底面面尺尺寸寸，，并并按按取取整整后后的的最最大大值值作作为为承承台台底底面面尺尺寸寸（（多多柱柱墙墙时时只只能能布布置置矩矩形形承承台台））。。（2）进进行行各各基基本本组组合合作作用用下下基基础础抗抗冲冲切切、、抗抗剪剪切切计计算算，，得得到到满满足足冲冲剪剪要要求求的的基基础础最最小小高高度度。。多柱柱下下或或剪剪力力墙墙下下独独立立基基础础/桩基基承承台台的的自自动动设设计计特特点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，如如果单柱柱独基、、单柱承承台与地地基