YJK基础设计及应用案例

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设计结果的管理的主要特点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3节

基于桩土非线性分析的抗浮、人防设计抗浮设计当前常见方法及问题使用楼板计算模块，倒楼盖计算模型；问题：理想支座，只考虑局部弯曲作用；警示：楼板施工图模块，梁默认是不动支座，不适用基础底板计算不能考虑局部抗浮问题；如局部（比如裙房）水浮力大于上部荷载，会有较大安全隐忧，基于不动支座的倒楼盖模型是无法模拟这种情况的。近几年有不少地下室

因地下水的作用而造成工程事故只验算整体抗浮，因计算手段缺乏未考虑局部抗浮问题；未分析其上部荷载的分布和抗浮力的传递途径，未考虑局部范围因抗浮荷载小于水浮力，导致底板隆起，甚至造成地下室及上部结构构件大面积破坏；底板计算中只验算强度不进行裂缝宽度的计算；对地表水抗浮重要性认识不足；地下水位较低的北方地区认为不存在水浮力，而很多工程事故是暴雨地表水引起；工程实例

问题：YJK基础计算结果与传统楼板计算结果差异大北京地区项目2层地下室；水头12米；传统计算方法配筋是构造如果采用传统计算方法配筋不大（4500构造）；警示：很大的X向板底配筋，需要采取抗浮措施217cm^2YJK基础计算结果显示超筋警示：很大的Y向板底配筋，需要采取抗浮措施252cm^2YJK基础计算结果显示超筋板顶配筋最大34尚可接受原因分析除核心筒外基底压压力全为0裙房部分水浮力大大于上部荷载原因分析—三维位移更形象体体现上浮效果局部明显上浮形形成悬臂板工程实例总结如果采用传统计算算方法将无法计算算出局部上抬效应应，构造配筋（4500mm）；带来较大的抗浮安安全隐患基础抗浮设计的计计算方法进展及应应用基础工程的计算分分析技术

做法1单模型线性分析方法不考虑变形后结构构是处于受拉或者者受压状态，不区区分抗拉和抗压刚刚度，用线性弹簧来模拟桩土。存在的问题是水浮浮力作用下，各点点竖向位移相同，，板无弯曲，根本计算不出来来水浮力的效应。。设计师基本不用采采用该方法的软件件计算水浮力基础工程的计算分分析技术

做法2多模型线性分析多模型线性分析，，具体：对于高水工况，假定结构整体处处于受拉状态，桩（包括锚杆））采用抗拉刚度进进行计算，忽略土土的刚度，采用了了倒楼盖的计算模模型；对于其他工况，假定结构整体处处于受压状态，桩（包括锚杆））采用抗压刚度进进行计算，考虑土土的刚度；同时在含高水组合合工况的内力叠加加时，不是直接叠叠加，是采用高水水工况部分与其他他工况部分的包络取大。多模型-水浮力作用下的计计算模型以下面复合桩基筏筏板基础、常规桩桩筏基础、平筏基基础为例进行说明明：多模型-非高水荷载的计算算模型多模型-高水工况计算模型型考虑到含高水工况况组合情况下，地地基土可能部分处处于受拉状态，所所以高水工况的计计算模型中不考虑虑土的弹簧刚度、、桩刚度取抗拉刚刚度，并且将上部部的墙柱位置作为为不动支座，用倒倒楼盖模型计算高高水工况的内力，，见下图：多模型-高水工况计算模型型模型2多模型的线性分析析方法存在问题高水工况的倒楼盖盖模型不能准确考考虑上部荷载的不不均匀和地基条件件的不均匀影响；；计算局部抗浮以及及桩的抗拔承载力力存在误差；必须采用更精确的的计算模型？？发展方向单模型线性分析多模型线性分析非线性分析？变刚度模型（包络）流行方法，但有有局限性（使用楼板模块、、YJK的线性分析均属于于）高水部分倒楼盖1.2水（高）其他荷载线弹簧簧（1.2恒+1.4活）没人用1.2恒+1.4活+1.2水（高）基础工程的非线性性本质基础工程非线性源源于边界条件非线线性：1）土只能承担压力力，不能承担拉力力；2）普通桩、抗拔锚锚杆等拉压刚度不不同，差异很大。。变刚度模型无水、水浮力较小小时桩土刚度水浮力引起基础上上抬时桩土刚度是变刚度的YJK引入拉压刚度不同同非线性分析方法法不满足叠加原理，，不能按单工况计计算，组合工况叠叠加或者包络，应应按荷载组合后（（比如1.2恒+1.4活-1.2高浮）作用进行计计算；考虑结构的实际变变形确定刚度取值值对于处于于受压状状态的部部分，桩桩（包括括锚杆））采用抗抗压刚度度进行计计算，考考虑土的的刚度而对于处处于受拉拉状态的的部分，，桩（包包括锚杆杆）采用用抗拉刚刚度进行行计算，，忽略土土的刚度度；分析方法法上，要要采用迭迭代的非非线性计计算方法法。基础工程程中需要要进行非非线性分分析的情情况如果地基基土或者者桩出现现了部分分受压部部分受拉拉的情况况，就应应该通过过考虑土土桩抗拉拉抗压刚刚度不同同的非线线性迭代代计算方方法进行行分析。。基础工程程中需要要进行非非线性分分析的情情况最常见的的情况包包括：1）进行人人防设计计的工程程；2）抗浮设设防水位位比较高高的工程程；3）上部结结构荷载载特别不不均匀的的工程；；4）较大水水平力荷荷载的工工程；非线性分分析方法法在YJK中的应用用默认含高高水组合合；默认含人人防组合合；用户可以以指定；；合理设桩桩土刚度度-抗拔刚度度要自己己设置对于桩，，软件默默认是拉拉压刚度度相同的的。所以以对于需需要考虑虑桩拉压压不同的的情况，，需要交互互指定桩桩的抗拉拉刚度。最常见的的是抗拔拔锚杆，，可以利利用【桩定义修修改桩刚刚度】功能指定定抗拉刚刚度值，，并指定定抗压刚刚度为0。对于普普通桩，，如果不不考虑其其抗拔作作用，可可以修改改其抗拉拉刚度为为0；如果考考虑其抗抗拔作用用，指定定一个抗抗拉刚度度值。地基土的的基床系系数软件件默认是是只抗压压不抗拉拉的，所所以不需需要指定定抗拉刚刚度为0。桩的抗压压刚度和和抗拔刚刚度当抗拔刚刚度等于于抗压刚刚度时，，桩既能能承受拉拉力，也也能承受受压力；；当抗拔拔刚度等等于0时，桩不不能承受受拉力，，只能承承受压力力；当抗抗压刚度度等于0时，桩只只能承受受拉力，，不能承承受压力力。软件默认认生成的的桩的抗抗拉抗压压刚度是是相同的的。用户户可以对对桩分别别设置不不同的抗抗拉抗压压刚度，，来模拟拟普通桩桩的抗拉拉和抗压压刚度不不同，或或者模拟拟只能抗抗拔的抗抗拔锚杆杆。非承台桩桩承台桩抗拔锚杆杆【按桩定义义】修改刚度度生成数据据后取消修改改点恢恢复默认认【按桩定义义】修改刚度度【按桩定义义】修改刚度度技术条条件：可以按桩桩定义分分别修改改抗压刚刚度、抗抗拉刚度度和抗弯弯刚度；；如果仅仅仅桩长不不同，也也建议定定义为不不同的桩桩，方便便按桩定定义指定定不同的的桩刚度度；非线性分分析进程程提示使用要点点要考虑上上部结构构刚度；；要合理设设定桩土土刚度；；高水组合合要计入入全部上上部结构构荷载包包括覆覆土自重重——不再采用用理想支支座的倒倒楼盖模模型计算算高水效效应水浮力计计算参数数低水、高高水区别别；什么情况况下考虑虑；低水性质质是永久久荷载起抵消部部分恒载载的有利利作用，，一般不不考虑（海边城城市会考考虑）高水工况况对应“抗抗浮设防防水位””可变荷载载，会增增加组合合标准抗浮浮组合（（1.0恒-水标准组组合系数数*浮））增加同数数目的抗抗浮基本本组合（（原基本本组合-水基本组组合系数数*浮））。各项计算算（承载载力、配配筋等）），考虑虑上述两两种组合合；高水工况况采用非非线性分分析含高水工工况组合合默认采用非线线性分析析方法；含高水工工况的工工况组合合，线性分析析时内力不是是简单地地进行叠叠加，而而是对于于高水部部分与非非高水部部分进行行包络取大大。以1.2恒+1.4活-1.2浮（高））为例，，其结果果取1.2恒+1.4活与1.2浮（高））结果的的较不利利者；高水性质质是可变变荷载是不利作作用，大大部分工工程需要要考虑整体抗浮浮验算结结果输出出输出了考考虑桩抗抗拔承载载力的整体抗抗浮验算算结果局部抗浮浮是否满满足依据据什么？？桩抗拔承承载力筏板配筋筋桩抗拔承承载力桩抗拔承承载力筏板配筋筋云图YJK非线性抗抗浮计算算方法在上部结结构荷载载不均匀匀工程中中的应用用案例与传统倒倒楼盖包包络方法法对比2层有抽柱柱2层有抽柱柱抽柱处荷荷载只有有其他部部位的20%水浮力大大于竖向向荷载水浮力52KN/m^2三维位移移变形比比较倒楼盖模模型无法法计算出出柱下位位移基于倒楼楼盖模型型的多模模型分析析方法结结果基于倒楼楼盖模型型的多模模型分析析方法结结果基于倒楼楼盖模型型的多模模型分析析方法结结果非线性分分析方法法结果-抗浮工况况抽柱柱处上抬抬80多毫米不含活载载工况组组合起到到了控制制作用，，如1.2恒+1.4风Y–1.2浮（高））配筋云图图结果比比较基于倒楼楼盖模型型的多模模型分析析方法结结果-X顶基于倒楼楼盖模型型的多模模型分析析方法结结果-Y顶基于非线线性方法法结果-X顶（红框框区域））基于非线线性方法法结果-Y顶（红框框区域））基于倒楼楼盖模型型的多模模型分析析方法结结果-X底基于倒楼楼盖模型型的多模模型分析析方法结结果-Y底基于非线线性方法法结果-X底（红框框区域））基于非非线性性方法法结果果-Y底（红红框区区域））结论高水工工况的的基于于倒楼楼盖的的模型型，不不能考考虑上上部荷荷载的的不均均匀；；水位位比较较高的的情况况下，，结果果可能能是偏偏于不不安全全的。。基于非非线性性的分分析模模型能能准确确模拟拟水和和上部部荷载载的相相对关关系，，支座座关系系更加加真实实，所所以可可以准准确模模拟出出水上上抬效效应。。水浮力力52KN/m^230水位较较低时时两个个方法法模型型结果果对比比基于倒倒楼盖盖模型型的三三维位位移基于非非线性性方法法结果果-三维位位移上上抬抬量比比较小小11毫米基于倒倒楼盖盖模型型的多多模型型分析析方法法结果果-X顶配筋筋基于倒倒楼盖盖模型型的多多模型型分析析方法法结果果-Y顶配筋筋基于非非线性性方法法结果果-X顶（构构造））基于非非线性性方法法结果果-Y顶（构构造））水浮力力比较较小情情况下下两两者接接近基于非非线性性方法法结果果基于倒倒楼盖盖模型型的多多模型型分析析方法法结果果总结1）水浮浮力比比较大大的情情况下下，倒倒楼盖盖计算算高水水工况况，存存在比比较大大的误误差。。特别别是上上部荷荷载比比较小小的地地方，，如果果柱下下位置置出现现上浮浮，倒倒楼盖盖的不不动支支座假假定是是不成成立的的，所所以倒倒楼盖盖模型型的计计算结结果偏偏小较较多。。2）水浮浮力比比较小小的情情况下下（倒倒楼盖盖的不不动支支座假假定基基本成成立情情况下下），，倒楼楼盖计计算高高水工工况与与V1.5的非线线性迭迭代方方案比比较接接近。。非线性性分析析能准准确模模拟抗抗浮所以，，采用用非线线性方方法计计算水水浮力力计算算是更更准确确的，，其能能够准准确计计算水水浮力力和上上部荷荷载共共同作作用下下基础础的受受力状状态，，推荐荐采用用该方方案。。而线性性分析析方法法只适适用于于倒楼楼盖的的不动动支座座假定定基本本成立立情况况，所所以对对于水水浮力力比较较大的的情况况下，，计算算结果果偏于于不安安全；；而水水浮力力比较较小的的情况况下，，计算算结果果偏于于保守守。使用YJK进行抗抗浮验验算实实例及及常见见问题题分析析计算配配筋异异常原原因因分析析及如如何处处理工程案案例1-水池类类结构构该工程程水浮浮力比比较大大接接近自自重设置了了不按按【基本组组合考考虑基基础自自重与与覆土土重】这意味味着几几个含含高水水的组组合总总荷荷载为为向上上荷载载结构整整体是是漂浮浮起来来的。。YJK对于含含高水水组合合按非非线性性迭代代分析析，即即认为为土只只能受受压不不能受受拉。。所以这这些组组合下下，结结构成成为了了机构构了。。见位位移图图。考虑基基础自自重和和覆土土重。。位移结结果内力结结果结论-水浮力力组合合考虑虑全部部实际际荷载载参数设设置：：考虑全全部荷荷载包括自自重和覆土土重；否则出出现上上部荷荷载压压不住住水浮力本来柱柱下是是无上上抬的的，跨跨度会会算大大了另外一一个类类似的的工程程疑问是是部分分区域域配筋筋特别别大（（510cm^2)?【文本结结果】查看压压重和和浮力力的统统计未计入入自重重和覆覆土重重：1165494<1423952计入自自重和和覆土土重1763628>1423952X顶最大大28计入自自重和和覆土土重1763628>1423952Y顶最大大52计入自自重和和覆土土重1763628>1423952X底最大大29计入自自重和和覆土土重1763628>1423952Y底最大大28工程案案例2-水浮力力大于于上部部荷载载了异常的的三维维位移移变形形异常的的三维维位移移变形形异常的的配筋筋结果果背景该工程程整体体抗浮浮不过过；原方案案是设设置抗抗浮锚锚杆，，但是是模型型中尚尚未对对锚杆杆建模模；结论：：需要要进行行锚杆杆设计计，考考虑锚锚杆和和筏板板共同同作用用进行行工程程计算算分析析。工程案案例3-整体抗抗浮不不过上部荷荷载不不均匀匀局局部有有明显显上抬抬局部配配筋很很大总结1参数设设置：：基本本组合合要考考虑自自重和和覆土土重；；否则则上部部荷载载很可可能压压不住住水浮浮力2考虑上上部结结构刚刚度3首先查看【文本结果】【抗浮稳定性性验算】结果-------整体抗浮满满足要求是是最低标准准4查看三维位位移结果以以及配筋，，检查局部部抗浮情况况局部明显上上抬内力力和配筋也也会过大整体抗浮或或者局部抗抗浮不过的的措施1）检查抗浮浮水浮力是是否过大（（可能施加加错误）；；也可以调调整水浮力力的组合系系数；2）否则只能能：增加覆覆土等压重重、增设抗抗拔锚杆等等；2.考虑抗拉锚锚杆的设计计要点兼具抗拔作作用的承压压桩；只抗拔的抗抗拔锚杆；；现版本，只只有抗拔刚刚度的桩；；新版本，桩桩类型增加加锚杆类；；抗拔刚度的的设置要合理设置置抗拔刚度度，不宜过过小（可想想象为橡皮皮筋拉筏板板），否则则计算的抗抗拔力太小小而失真，，起不到抗抗浮作用；；抗拔刚度的的设置一般需现场场试验数据据，否则建建议参考：：嵌岩锚杆：：EA/L*折减系数（（据施工是是否采用预预拉措施，，若则可可取较大值值）抗拔承载力力/允许位移V1.6新增的锚杆杆的特点锚杆—只起起抗拔作用用无抗压承载载力和水平平承载力锚杆不分担担上部荷载载，抗压刚刚度为0。抗拔刚度度按=抗拔承载力力/允许位移。。允许用户通通过【基础础计算及结结果输出】】的【桩刚刚度】调整整桩抗压抗抗拉刚度。。V1.6新增的锚杆杆的特点-刚度试算普通桩进行行抗压、抗抗拔以及水水平承载力力三项验算算；锚杆只验算算抗拔承载载力。因为水平承承载力是按按桩数目均均分的，所所以只抗拔拔的锚杆如如果按普通通桩建模，，会错误地地分担一部部分水平荷荷载的。V1.6新增的锚杆杆的特点-承载力验算算锚杆计算模模型三段式刚度度，可准确确模拟受压压、受拉、、达到承载载力后可以计算预预应力锚杆杆，考虑预预拉力对筏筏板配筋的的影响兼具抗拔作作用的承压压桩设计软件默认桩桩的抗压抗抗拉刚度相相同，根据据实际进行行调整；设置好图示示的相关参参数抗拔锚杆设设计流程确定单锚杆杆承载力；；【三维位移】上抬区，确确定设置锚锚杆的区域域；荷载【围区统计】确定锚杆数数（水浮力—上部荷载））/锚杆承载力力=最小锚杆数数不可能全部部发挥最大大作用，实实际数放大大一定比例例；抗拔锚杆设设计过程4、非线性抗抗浮计算后后，根据抗抗拔承载力力、筏板配配筋、三维维位移验算算结果优化化锚杆布置置。去掉作用不不大的锚杆杆；抗拔承载力力不足处、、筏板配筋筋过大处增增加锚杆；；抗拔锚杆设设计过程锚杆初步估估算初步布置方方案210个锚杆抗拔锚杆软软件验算及及调整——检查三维变变形上抬抬量只有11mm抗拔锚杆软软件验算及及调整——检查锚杆承承载力右下角锚杆杆基本不起起作用可可以去掉内圈的锚杆杆基本不起起作用可可以去掉右上角锚杆杆承载力不不够需要要增加锚杆杆抗拔锚杆调调整后方案案114个锚杆调整方案后后三维变形形锚杆优化减减少数量筏筏板上抬抬区域多了了些锚杆基本都都能较大程程度地发挥挥作用抗拔承载力力也满足要要求筏板配筋检检查板顶原来是是构造配筋筋现在需需要20cm^2的配筋筏板配筋检检查板底还是构构造配锚杆抗浮设设计总结锚杆设计必必须基于上上部基础桩桩土共同分分析，考虑虑上部结构构刚度，采采用非线性性分析方法法；抗浮设计依依赖锚杆抗抗拔和筏板板弯曲共同同作用；锚杆施工复复杂，费用用高；筏板抗弯能能力有限，，不得不时时就需要加加锚杆；局部抗浮验验算中的锚锚杆设计，，本质是筏筏板弯曲配配筋设计与与锚杆设计计两者平衡衡的过程，，少设锚杆杆确保经济济，同时要要保证锚杆杆承载力和和板配筋均均满足安全全要求；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要点点基于上部基础土土共同作用的迭迭代计算方法用用于沉降计算基础冲切抗剪分分析与传统软件件的对比和改进进YJK基础建模模的主要特点YJK设计结果果的管理的主要要特点YJK基础施工工图应用要点十.考虑基础变形对对上部结构的影影响—上部基础土共同同分析模型的新新应用防水板设计对防水板自动进进行二步计算。。第一步计算将柱底、、墙底作为支撑撑防水板的竖向不动支座，对防水水板进行有限元元计算和配筋计计算。第二步计算非防水板板基础，如独立立基础、桩承台台等，此时考虑防水板传递过来的荷载载。137防水板计算过程程:柱下独基和防水水板二步计算一一次完成防水板本身计算算6种荷载工况组合合：（1）标准组合1.0恒-1.05浮；（2）标准组合1.0恒+1.0活（3）基本组合1.2恒+1.4活-1.2浮(低)（可设是否考虑虑）；（4）基本组合1.35恒+0.98活-1.2浮(低)（可设是否考虑虑）；（5）基本组合1.0恒-1.2浮(高)；（6）基本组合1.0恒-1.0人防。注：防水板不承承担上部结构荷荷载防水板的计算模模型示意图防水板的计算选选项-转动约束按防水板建模时时的计算模型1）独立基础、承承台、筏板的