YJK软件在复杂空间结构设计中的应用

YJK软件在复杂空间结构工程基础设计中的应用与对比结果分析

2014年9月23日主讲：卢清刚教授级高级工程师结构抗震研究所总工程师联系方式：QQ425454680

提纲1、复杂空间结构项目基础设计思路的历程演变；2、梁式筏板基础内力分析结果对比（软件Sap2000,Midas，YJK,PKPM-桩筏有限元，PKPM-JCCAD）复杂空间结构项目基础设计思路的历程演变黄河口模型试验厅(2006年设计)大同图书馆(2009年设计)广西北海园博会主题馆(2013年设计)2016年唐山世界园艺博览会主题馆

植物风情馆(2014年设计)烟台张裕海纳小镇异形廊桥结构(2014年设计)黄河口模型试验厅所在地：山东省东营市设计时间：2006年5月~12月建设内容:试验厅建筑规模:45,333M2

，跨度148m，

结构最大高度24m结构形式:地上1层，框（排）架结构+空间网格结构，桩基础；海域厅A采用三层网格焊接空心球网架结构；海域厅B采用148m跨度新型张弦网壳组合结构；黄河口模型试验厅所在地：山东省东营市设计时间：2006年5月~12月建设内容:试验厅建筑规模:45,333M2

，跨度148m，

结构最大高度24m结构形式:地上1层，框（排）架结构+空间网格结构，桩基础；海域厅A采用三层网格焊接空心球网架结构；海域厅B采用148m跨度新型张弦网壳组合结构；黄河口模型试验厅结构特点：大跨度超限结构；海域厅B为目前国内最大跨度的张弦结构，采用减震弹簧支座形成整体结构减震体系；采用焊接球支座节点替代铸钢节点，有效降低工程造价；采用分步张拉的施工工艺特点，计算分析采用考虑施工过程的非线性分析；考虑张弦工艺的人为不确定性因素，张弦索力采用超张拉、欠张拉的包络设计。基础设计思路（2006年，没有YJK软件）Cad建立单线结构模型；3d3s结构初步建立模型、加载分析，导出s2k文件；Sap2000接力分析，完成整体结构全过程分析；提出柱底反力，对应6种荷载组合（最大轴力、最小轴力、最大弯矩Mx、最小弯矩Mx、最大弯矩My、最小弯矩My）基于专项EXCEL表格，采用VBA编程小程序，完成基础设计。

或基于理正工具箱完成基础设计大同图书馆所在地：

山西省大同市设计时间：2009年2月—12月建设内容:办公、图书阅览建筑规模:2,1723M2,建筑檐口高度26.6m，

平面尺寸90x140m结构形式:局部地下1层、地上4层

钢框架-钢筋混凝土筒体结构，

筏板基础+条形基础结构特点：复杂体形的异型钢结构；

计算分析考虑不均匀沉降的设计分析、

蒙皮钢结构的温度应力分析、特殊节点的应力分析基础差异沉降分析结果

用于基础设计的整体计算模型(sap2000)初步钢构三维模型初步整体模型调整部分杆件位置准终态模型犀牛模型建筑结构设备电气初定截面成型原理导入结构分析模型满足指标结构分析模型整体稳定分析模型性能化设计无缝导入反馈修改净高控制碰撞检查导入接口程序节点图纸风洞试验及数值风洞结构建模一体化技术应用基础设计思路（没有YJK软件）RINIO软件建立结构模型，导出单线模型dxf；Sap2000接力建模、加载，完成整体上部结构设计分析；鉴于基础布置的复杂性，采用Sap2000软件建立含基础的整体结构计算模型，完成基础的设计分析。特别说明，考虑基础不均匀沉降对上部钢结构的影响分析。第四届广西（北海）园林园艺博览会-主展馆所在地：

广西省北海市设计时间：2013年10月—12月建设内容:办公、展览建筑规模:1,3712M2,建筑檐口高度23.4m，

平面尺寸70x70m结构形式:地下1层、地上4层空间网格钢结构-钢筋混凝土筒体结构，

筏板基础结构特点：复杂体形的异型钢结构基础三模型上部三荷载三简图基底三反力三图设计三思路RI三NI三O软件三建立三结构三模型三，导三出单三线模三型dx三f；MI三DA三S接力三建模三、加三载，三完成三整体三上部三结构三设计三分析三；Mi三da三s计算三模型三导入YJ三K计算三软件三，完三成地三下结三构及三基础三的设三计。YJ三K软件三的出三现，三极大三地简三化了三基础三设计三的工三作流三程。20三16年唐三山世三界园三艺博三览会-植物三风情三馆20三16年唐三山世三界园三艺博三览会-植物三风情三馆东向三立面南向三立面20三16年唐三山世三界园三艺博三览会-植物三风情三馆20三16年唐三山世三界园三艺博三览会-植物三风情三馆所在三地：河北三省唐三山市设计三时间三：20三14年5月—9月建设三内容:植物三观赏三旅游建筑三规模:三1,三30三00三M2,建筑三檐口三高度22三.7三m，平面三尺寸120x三12三0m结构三形式:地下1层、三地上4层空间三网格三钢结三构-钢框三架支三撑体三系，筏板三基础结构三特点三：复三杂体三形的三异型三钢结三构地基三处理三方式三：1、采三用振三冲碎三石桩三处理三第1层杂三填土(软土三层)，杂三填土三厚度6~三7m，碎三石桩三桩长三约7.三6m，桩三径80三0、间三距16三00三x1三60三0，提三高地三基承三载力三；2、在三振冲三碎石三桩处三理后三的复三合地三基上三，进三行CF三G桩处三理，三桩长16三m，桩三径40三0、间三距16三00三x1三60三0，桩三端持三力层三为第三⑤层三粉细三砂层三，提三高地三基刚三度，三控制三基础三沉降三量在三合理三范围三内。3、D8三00振冲三碎石三桩与D4三00三C三FG桩间三隔布三置。YJ三K基础三布置三透视三图柱底三轴力三气泡三图(1三.0恒载+1三.0活)YJ三K基础三压力三云图(1三.0恒载+1三.0活载)设计三思路RI三NI三O软件三建立三结构三模型三，导三出单三线模三型dx三f；3d三3s接力三建模三、加三载，三完成三初步三设计三分析三工作三，导三出文三件*.三mg三t；Mi三da三s接力三完成三整体三结构三的设三计、三计算三分析三工作三；Mi三da三s计算三模型三导入YJ三K计算三软件三，完三成地三下结三构及三基础三的设三计。YJ三K软件三的出三现，三极大三地简三化了三基础三设计三的工三作流三程烟台三张裕三海纳三小镇-前酿三车间三至研三究院三通廊所在三地：山东三省烟三台市设计三时间三：20三14年7月-8月建设三内容:前酿三车间三至研三究院三通廊建筑三规模:建筑三檐口三高度23三.8三m，平面三尺寸10三8.三8x8三.8三0m，最三大跨三度为16三m结构三形式:大跨三度单三榀框三架，条形三基础+桩基三础结构三特点三：大三跨度三单榀三变标三高框三架基础三布置三图桩基三础需要三桩基三础点三位1层为三杂填三土2层为三强风三化云三母片三岩--三-选做三为基三础持三力层3层为三中风三化云三母岩三层YJ三K基础三布置三透视三图柱底三轴力三气泡三图(1三.0恒载+1三.0活)设计三思路ca三d建立三结构三模型三，导三出单三线模三型dx三f；3d三3s接力三建模三、加三载，三完成三设计三分析三工作三，导三出文三件*.三mg三t；YJ三K接力三，完三成基三础的三设计三。YJ三K软件三极大三地简三化了三复杂三地基三的设三计。第二三部分三梁式三筏板三基础三内力分析三结果三对比Sa三p2三00三0Mi三da三s三ge三n三V8三.0YJ三K三V1三.5三.3PK三PM三-桩筏三有限三元PKP三M-三JC三CA三D工程三案例建筑三面积11三38三3三m2框架-剪力三墙结三构地上5层，三地下1层梁式三筏板三基础基床三系数三取值K=三20三00三0k三N/三m3地基三梁剪三力对三比-纯框三架处计算软件剪力（kN)弯矩（kNm)SAP200013982274Midasgen13432605YJK12572439PKPM-桩筏有限元12742447PKPM-JCCAD21613048PK三PMSA三P2三00三0MI三DA三SYJ三K结论：对于三纯框三架处三的地三基梁三，各三个计三算软三件得三出的三剪力三大小三比较三接近。PK三PM三-弹性三地基三梁法三的计三算模三型为三倒T型交三叉梁三系，三不考三虑筏三板对三基础三整体三的影三响。三故所三得内三力较三大，三设计三时偏三于安三全。基于三有限三元理三论的三板元三法计三算中三，筏三板与三地基三梁共三同受三力，三地基三梁按三矩形三梁考三虑，三翼缘三影响三不计三入。三故所三得内三力较三小，三设计三时偏三于经三济。筏板弯三矩对三比SA三P2三00三0YJ三KPK三PMMxMyMi三da三s支座弯矩(KNm)跨中弯矩(KNm)SAPMidasYJKPKPMSAPMidasYJKPKPMMx326345284276-101-94-103-89My363348295280-100-95-85-84对比三后发三现:以有三限元三理论三为基三础的三四种三计算三软件三分析三得到三的筏三板内三力基三本相三同。三说明三对于三筏板三内力三的计三算是三比较三准确三的。基床三反力三系数三对筏三板受三力Mx的影三响SA三P2三00三0YJ三KK=三10三00三0K=三20三00三0K=三30三00三0K=三50三00三0对比三后发三现:随着三基床三系数三的增三加，三地基三筏板三受力三逐渐三趋于三均匀三。Mx支座弯矩(KNm)跨中弯矩(KNm)基床系数K（kN/m3）MidasYJKMidasYJK10000312282-105-11120000307266-98-10430000285253-84-9750000248234-70-88基床三反力三系数三对地三基梁三受弯三的影三响M支座弯矩(KNm)跨中(KNm)基床系数K（kN/m3）MidasYJKMidasYJK1000023082343-1128-12322000022432284-954-11803000021912216-821-11215000020552099-802-1011对比三后发三现:随着三基床三系数三的增三加，三地基三梁受三力逐三渐趋三于均三匀。基床三反力三系数三推荐三值(Y三JK、PK三PM手册)基床三反力三系数【资料三来源】顾晓三鲁等三主编三．地三基与三基础三（第三三版三）．北京三：中三国建三筑工三业出三版社三，20三03基床三反力三系数【资料三来源】中国三船舶三工业三总公三司第三九设三计院三编写三．弹三性地三基梁三及矩三形板三计算三．路基三系数K30【资料三来源】《地下三铁道三、轻三轨交三通岩三土工三程勘三察规三范》G三B5三03三07三-1三99三9．基床三反力三系数1、地基三基床三系数k是采三用E.三Wi三nk三le三r地基三模型三进行三地基三基础三设计三时的三一个三重要三参数三，主要三用于三基础三弯矩三、挠三度和三剪力三等的三计算；与三铁路三等部三门使三用的三路基三系数k3三0目的三和意三义完三全不三同，三不可三混同三使用三。2、物三理意三义：三基床三系数k就是三地基三土某三点的三所受三的压三力P与相三应的三变形s的比三值，三即k=三P/三s；3、地基三基床三系数k应根三据基三底压三力和三相应三的沉三降值(经验值三或计三算值)直接三求取三；超高三层复三杂基三础的三计算三流程应用三国际三地基三基础三与岩三土工三程专三业数三值分三析有三限元三软件PL三AX三IS三3三D三20三13，通三过地三基土三、桩三基与三结构三相互三作用三进行三沉降三分析三，以三判断三总沉三降量三、主三楼筏三板挠三度和三差异三沉降三量是三否满三足规三范要三求；岩土三专业三工程三师根三据整三体沉三降分三析结三果，三给出三基础三底板三不同三区域三的基三床反三力系三数；Sa三p2三00三0（或三其他三有限三元软三件，三如YJ三K、MI三DA三S、SA三FE等）三建立三含基三础的三整体三模型三，考三虑上三部结三构刚三度，三得到三基础三内力三，进三行基三础设三计；特别三说明三：对于三一般三工程三（高三度15三0m以下三），三结构三工程三师可三根据三工程三经验三结合三实际三工程三特点三确定