基础专题讲座节

北北京盈建科软件有限责任公2014年71七．YJK基础建模的主要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第3节基第3节基于桩土非线性分析的抗浮、人防设使用楼板计算使用楼板计算模块，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•近几年近几年有不少地下因地下水的作用而造成工程事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•••工程实工程实问题：YJK基础计算结果与传统楼板计算结果差异北京地区项2层地下室水头12如果如果采用传统计算方法配筋不大（4500构造；警示：很警示：很大的X向板底配筋，需要采取抗警示：很警示：很大的Y向板底配筋，需要采取抗板顶板顶配筋尚可接除核心筒外基底压力全为裙除核心筒外基底压力全为裙房部分水浮力大于上部原因分析—原因分析—三维位移更形象体现上浮效局部明显上形成悬如果采用传统计算方法将无法计算出局部上如果采用传统计算方法将无法计算出局部上带来较大的抗浮安全基础工程的基础工程的计算分析技做法1单模型线性分析设计师基本不用采用该方法的软件计算水浮基础工程的计算基础工程的计算分析技做法多模型线性分多模型线性分析，具体对于高水工况，假定结构整体处于受拉状态，桩（包括锚杆）采用抗拉刚度进行计算，忽略土的刚度，采同时在含高水组合工况的内力叠加时，不是直接叠，是采用高水工况部分与其他工况部分的包络取大多模型-多模型-水浮力作用下的计算模多模型-多模型-非高水荷载的计算模多模型-多模型-高水工况计算模考虑到含高水工况组合情况下，地基土可能部分处于受拉状态，所以高水工况的计算模型中不考虑土的弹簧刚度、桩刚度取抗拉刚度，并且将上部的墙柱位置作为不动支座，用倒楼盖模型计算高水工况的内力，见下图多模多模型-高水工况计算模模型多模型的线模型多模型的线性分析方法存在高水工况的倒楼盖模型不能准确考虑上部荷载的不均匀和地基条件的不均匀影响；计算局部抗浮以及桩的抗拔承载力存在误差必须采用更精确的计算模型发展方非线性没人？流行方法，有局限（使用楼板模块、发展方非线性没人？流行方法，有局限（使用楼板模块、YJK的线性分属变刚度模（1.2+1.4活（包络于多模型线性1.2+1.4+1.2水（高基础基础工程的非线性本基础工程非线性源于边界条件非线土只能承担压力，不能承担拉 变刚度模 无水无水、水浮力较小时桩土水浮力水浮力引起基础上抬时桩土刚YJK引入拉YJK引入拉压刚度不同非线性分析不满足叠加原理，不能按单工况计算，组合工况叠加或者包络，应按荷载组合后（比如12恒+14活1.高浮）作用进行计算；考虑结构的实际变形确定刚度取 分析方法上，要采用迭代的非线性计算方法如果如果地基土或者桩出现了部分受压部分受拉的最常见的情况包括进行人防设计的工程抗浮设防水位比较高的工程上部结构荷载特别不均匀的工程较大水平力荷载的工程非线性分析方非线性分析方法在YJK中的应用户可以指定；如果考虑其抗拔作用，指定一个抗拉刚度桩的抗桩的抗压刚度和抗拔刚当抗拔刚度等于抗压刚度时，桩既能承受拉力，也能承受压力；当抗拔刚度等于时，桩不能承受拉力，只能承受压力；当抗压刚度等于时，桩只能承受拉力，不能承受压力。软件默认生成的桩的抗拉抗压刚度是相同的。用户可以对桩分别设置不同的抗拉抗压刚度，来模拟普通桩的抗拉和抗压刚度不同，或者模拟只能抗拔的抗拔锚杆承台非承台承台非承台抗拔锚【按桩定义【按桩定义】修改刚【按桩定义】修取消修改点恢复默生成数【按桩【按桩定义】修改刚度技术条如果仅仅桩长不同，也建议定义要考虑上部结构刚度要考虑上部结构刚度要合理设定桩土刚度高水组合要计入全部上部结构荷包括覆土自——不再采用理想支座的倒楼盖模型计算高水效低水、高低水、高水区别什么情况下考虑低水性低水性质是永久荷起抵消部分恒载的有利作用，一般不考虑（海边城市会考虑对应“抗浮设防水位对应“抗浮设防水位可变荷载，会增加组标准抗浮组合（1.0恒-水标准组合系数*浮l 各项计算（承载力、配筋等），考虑上述两组合l含高水含高水工况组合默认采用非线性分析方法含高水工况的工况组合，线性分析时内力不是简单地进行叠加，而是对于高水部分与非高水部分进行包络取大。以1.2恒+1.4活-1.2浮（高）为例，其结果取1.2局部抗局部抗浮是否满足依据什么桩抗拔承载筏板配桩抗拔承载桩抗拔承载筏板配筏板配筋云YJKYJK非线性抗浮计算方在上部结构荷载不均匀工程中的应用案2层2层有抽2层2层有抽水浮力52水浮力52抽柱处荷载只有其他部位的水浮力大于竖向荷三三维位移变形比倒楼盖模倒楼盖模型无法计算出柱下位 80 80不含活载工不含活载工况组合起到了控制作用，如1.21.4Y1.2浮（高配配筋云图结果比 基于非线性方法结果-X顶（红框区域 基于非线性方法结果-X顶（红框区域 基于非线性方法结果-Y顶（红框区域 基于非线性方法结果-Y顶（红框区域 基于倒楼盖模型的多模型分析方法结果-X 基于倒楼盖模型的多模型分析方法结果-X 基于非线性方法结果-X底（红框区域 基于非线性方法结果-X底（红框区域 基于非线性方法结果-Y底（红框区域 基于非线性方法结果-Y底（红框区域 结高水结高水工况的基于倒楼盖的模型，不能考虑上部基于非线性的分析模型能准确模拟水和上部荷水浮力水浮力KN/m^2水位较低时两个方法模型结果 1111 基于非线性方法结果-X顶（构造 基于非线性方法结果-X顶（构造 基于非线性方法结果-Y顶（构造 基于非线性方法结果-Y顶（构造 水浮力比较小水浮力比较小情况两者接 基于倒楼盖模型的多模型分析方法结 总总）水浮力比较大的情况下，倒楼盖计算高水工况，存在比较大的误差。特别是上部荷载比较小的地方，如果柱下位置出现上浮，倒楼盖的不动支座假定是不成立的，所以倒楼盖模型的计算结果偏小较多）水浮力比较小的情况下（倒楼盖的不动支座假定基本成立情况下），倒楼盖计算高水工况与5的非线性迭代方案比较接近。非非线性分析能准确模拟抗所以，采用非线性方法计算水浮力计算是更准确的，其能够准确计算水浮力和上部荷载共同作用下基础的受力状态，推荐采而线性分析方法只适用于倒楼盖的不动支座假定基本成立情况，所以对于水浮力比较大的情况下，计算结果偏于不安全；而水浮力比较小的情况下，计算结果偏于保使用YJK进使用YJK进行抗浮验算实例及常见问题分计算配筋异原因分析及如何处该工程水浮力比较该工程水浮力比较设置设置了不【基本组合考虑基础自重位移结位移结内力内力结结论-水浮力结论-水浮力组合考虑全部实际荷参数设置包括自重和覆土重水浮水浮力大于上部荷载异常的异常的三维位移异常异常的三维位移该工该工程整体抗浮不过原方案是设置抗浮锚杆，但是模型中尚未对整体抗整体抗浮不1 参数设置：基本组合要考虑自重和覆土重；否则上部荷载很可能压不住水浮力•21 参数设置：基本组合要考虑自重和覆土重；否则上部荷载很可能压不住水浮力•2•首先查看【文本结果】【抗浮稳定性验算】结 •首先查看【文本结果】【抗浮稳定性验算】结 •3•4局部内•4局部内和配筋也会整体整体抗浮或者局部抗浮不过的考虑抗拉锚杆的考虑抗拉锚杆的设计要兼具抗拔作用的承压桩只抗拔的抗拔锚杆新版本，桩类型增加锚杆抗拔刚度的设抗拔刚度的设要合理设置抗拔刚度，不宜过小（可想象为橡皮筋拉筏板），否则计算的抗拔力太一般需现场试验数据，否则个人建议可以参嵌岩锚杆EA/L*折减系数（据施工是否采用预拉措，若则可取较大值–抗拔承载力/允许位兼具抗拔兼具抗拔作用的承压桩设抗拔抗拔锚杆设计流抗拔锚杆设计过确定抗拔锚杆设计过确定单锚杆承载力【三维位移】上抬区，确定设置锚杆的区域荷载【围区统计】确定锚杆（水浮—上部荷载）/锚杆承载=不可能全部发挥最大作用，实际数放大一定比例去掉作用不大的锚杆抗拔承载力不足处、筏板配筋过大处增加锚杆210个锚210个锚抗拔锚杆抗拔锚杆软件验算及调——检查三维变上抬量只有抗拔锚杆抗拔锚杆软件验算及调——检查锚杆承载右下角锚杆基本不起作可以去内圈的内圈的锚杆基本不起作可以去右上角右上角锚杆承载力不需要增加锚抗拔锚抗拔锚杆调整后方114个锚锚杆锚杆基本都能较大程度地发挥作抗拔承载力也满足要板顶原板顶原来是构造配现在需要20cm^2的配抗浮设计依赖锚杆抗拔和筏板弯曲共同作用锚杆施工复杂，费用高筏板抗弯能力有限，不得不时就需要加锚杆局部抗浮验算中的锚杆设计，本质是筏板弯曲配筋七．YJK基础建模的主要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对防水板自动对防水板自动进行二步计第一步计算将柱底、墙底作为支撑防••的不动支座，对防水板进行有限元计算筋计算•第二步计算非防水板基础，如独立基桩承台等，此时考虑防水板传递过来的荷载（1）（2）（3（1）（2）（3）（4）（5）（6）1.01.01.2-1.05+1.0+1.4活-1.2浮(低)（可设是否考虑1.35恒+0.98活-1.2浮(低（可设是否考虑；1.01.0-1.2浮(高-1.0注：防水板不承担上部结构荷防水板的防水板的计算模型示意防水防水板基础建模要点–包住范围内所有柱多多块防水板必须勾【考虑柱墙偏心】（新网格划分要要包住柱墙等支座对接边要平齐一致，否则影响网格划分质量多块防多块防水板建模方式2以最薄厚度建一大防水其他板厚区域在大防水板内建小防水重叠区域取较厚防水考虑防水板考虑防水板荷载传递到其他基础的关键参必须勾选【底板抗浮验算】可控制传递到其他基础的荷载防水板防水板基础设计要1.5.3重新生成数可以保留理想理想假定模型—倒楼盖的二