《钢筋混凝土框架及砌体结构的PKPM设计与应用》课件 第5章 JCCAD-基础设计

第5章地基基础建模与计算设计软件JCCAD学习目标掌握地质资料的输入方法；能够完成柱下独立基础、墙下条形基础的设计；能够绘制基础施工图。了解基础工具箱的一般使用方法。5.1JCCAD功能与特点概述能完成的基础设计形式：柱下独立基础、墙下条形基础、弹性地基梁基础、带肋筏板基础、柱下平板基础（板厚可不同）、墙下筏板基础、柱下独立桩基承台基础、桩筏基础、桩格梁基础、单桩基础等基础设计，还可进行由上述多类基础组合的大型混合基础设计。主要操作流程1、进入JCCAD的【基础模型】菜单前，必须完成运行：结构的【建筑建模与荷载输入】；或砌体结构的【砌体结构建模与荷载输入】；或钢结构的【三维模型与荷载输入】项目。如果要接力上部结构分析程序（如：SATWE、PMSAP、PK等）的计算结果，还应该运行完成相应程序的内力计算。2、在JCCAD的【基础模型】菜单中，可以根据荷载和相应参数自动生成柱下独立基础、墙下条形基础及桩承台基础，也可以交互输入筏板、基础梁、桩基础的信息。柱下独基、桩承台、砖混墙下条基等基础在本菜单中即可完成全部的建模、计算、设计工作；弹性地基梁、桩基础、筏板基础在此菜单中完成模型布置，再用后续计算模块进行基础设计。3、在【分析设计】菜单中，可以完成弹性地基梁基础、肋梁平板基础等基础的设计及独基、弹性地基梁板等基础的内力配筋计算，可以完成桩承台的设计及桩承台和独基的沉降计算，可以完成各类有桩基础、平板基础、梁板基础、地基梁基础的有限元分析及设计。4、在【结果查看】菜单中，可查看各类分析结果、设计结果、文本结果，并且可以输出详细计算书及工程量统计结果。5、最后，在基础施工图中，可以完成以上各类基础的施工图。5.2地质资料输入由于用途不同，对土的物理力学指标要求也不同。因此可将JCCAD地质资料分为两类：有桩地质资料和无桩地质资料。1.有桩地质资料需要每层土的压缩模量。重度、土层厚度、状态参数、内摩擦角和粘聚力等六个参数；2.无桩地质资料只需每层土的压缩模量、重度、土层厚度等三个参数。程序将地质资料数据放在地质资料文件（后缀为.dz）中。5.2.1地质资料输入步骤1.归纳出能包容大多数孔点的土层分布情况的“标准孔点”土层，并点击【标准孔点】菜单，再根据实际的勘测报告修改各土层物理力学指标承载力等参数进行修改。2.点击【输入孔点】菜单，将“标准孔点土层”布置到各个孔点。3.进入【动态编辑】菜单，对各个孔点已经布置土层的物理力学指标、承载力、土层厚度、顶层土标高、孔点坐标、水头标高等参数进行细部调节。也可通过添加、删除土层补充修改各个孔点的土层布置信息。4.对地质资料输入的结果的正确性，可通过【点柱状图】、【土剖面图】、【画等高线】、【孔点剖面】菜单进行校核。5.重复步骤3、步骤4，完成地质资料输入的全部工作。

指标岩土名称厚度m天然重度(γ)KN/m3粘聚力(C)KPa内摩擦角(φ)度压缩模量(Es)MPa承载力特征值(fak)KPa素填土1.9~2.417.85104.880粉质粘土①0.5~1.919.520165.6160粉质粘土②0.4～2.418.018125.1130粘土0.5～2.820.030156.4170含卵石粘土1.3～3.120.2101810.0200强风化基岩0.9～1.223.4350中风化基岩24.1550例：输入下表所示的地质资料。图5-3地质资料输入程序主界面一、土参数用户应根据自己实际的土质情况对上述默认参数修改，主要是需要用到的那些土层参数。二、标准孔点该命令用于生成土层参数表，改表用于描述建筑物场地地基土的总体分层信息，作为生成各个勘察孔柱状图的地基土分层数据的模板。提示:1.在选择土层类型名称时，如勘测报告中土名称是复合名称，例如“粉质黏土”，可去掉形容词，直接选择“黏性土”。2.地质资料中的标高可以按相对与上部结构模型中一致的坐标系输入，也可按地质报告的绝对高程输入。当选择前一种输入方法时应该将地质报告中的绝对高程数值换算成与上部结构模型一致的建筑标高；当选择后一种输入方法时地质资料输入中的所有标高必需按绝对高程输入，并在“±0.00绝对标高”填入上部结构模型中±0.00标高对应的绝对高程。3.标高及图幅框内的<孔口标高>项的值，用于计算各层土的层底标高。第一层土的底标高为孔口标高减去第一层土的厚度，其他层土的底标高以此类推。三、孔点输入四、孔点编辑修改后的2号孔点土层参数表1.使用【复制孔点】、【单点编辑】命令对输入的标准孔点进行编辑。2.使用【动态编辑】等命令对输入的标准孔点进行编辑。孔点柱状图孔点剖面图单击单击孔点编辑菜单孔点3编辑后的土剖面图五、观察场地土组成情况利用【点柱状图】、【土剖面图】、【孔点剖面】、【画等高线】等命令，可以对场地土情况进行观察。1.点柱状图某点的土层柱状图及单桩承载力等计算结果4.画等高线2.土剖面图【土剖面图】用于观看场地上任意剖面的地基土剖面图。3.孔点剖面【画等高线】用于查看场地上任一土层、地表或水头标高的等高线图。【孔点剖面】可观看任意孔点间的地基土剖面图。5.3基础人机交互输入<读取已有的基础布置并更新上部结构数据>：当上部结构建模信息做了变动，如果想保留原基础数据中不受修改影响的内容，则选择此项。<读取已有的基础布置数据>：程序读取原有的基础数据和上部结构数据，非首次操作时点选；<重新输入基础数据>：程序不读取原有的基础数据，而仅重新读取PMCAD、砌体结构或钢结构STS生成的轴网和柱、墙、支撑布置，如以前存在数据，将被覆盖。第一次操作时点选。<选择保留部分已有的基础>：选择地读取原有的基础数据和上部结构数据。点选后屏幕显示可供选择的基础信息对话框，如图5-21所示，根据需要，勾选保留内容。5.3.2地质资料【地质资料】菜单用于将在JCCAD主菜单1【地质资料输入】中，输入的勘察孔位置与实际结构平面位置对位，以便后续的沉降计算或桩基设计。5.3.3柱下独立基础设计一、参数输入1.基本参数第一页地基承载力计算参数第二页基础设计参数本页用于基础设计的公共参数。室外自然地坪标高：此参数用于计算弹性地基梁覆土重（室外部分）以及筏板基础地基承载力修正。初始值为-0.3m。应根据工程实际情况填写。基础归并系数：指独基和条基截面尺寸归并时的控制参数，程序将基础宽度相对差异在归并系数之内的基础自动归并为同一种基础。其初始值为0.2。独基、条基、桩承台底板混凝土强度等级：指浅基础的混凝土强度等级（不包括柱、墙、筏板和基础梁），其初始值为20。拉梁承担弯矩比例：指由拉梁来承担独立基础或桩承台沿梁方向上的弯矩，以减小独基底面积。第三页其它参数本页用于不同基础设计的参数定义。2.个别参数本菜单用于对【基本参数】统一设置的基础参数做个别修改，这样不同的区域可以用不同的参数进行基础设计。二、编辑网格、节点对于由PMCAD传下的平面网格、轴线和节点，可根据工程实际情况进行编辑修改，如弹性地基梁挑出部位的网格、筏板加厚区域部位的网格、删除没有用到的网格等。三、上部构件对于柱下独立基础，一般宜在基础之间布置拉梁，拉梁可起到增加基础整体性、平衡柱底弯矩以及承托结构底层填充墙的作用。拉梁截面尺寸可按如下经验尺寸取：梁宽b=（1/25～1/35）L，梁高h=（1/15～1/20）L，其中L为拉梁跨度。四、荷载输入1.荷载参数自动按楼层折减活荷载：当该选项打“√”后，程序会按照《荷载规范》5.1.2条规定，根据与基础相连接的每个柱、墙上面的楼层数进行活荷载折减。因为JCCAD读取的是上部未折减的荷载标准值，一般应勾选本项。

分配无柱节点荷载：当设计砌体结构墙下条形基础时，应勾选该选项。程序可将墙间无柱节点或无基础柱上的荷载分配到节点周围的墙上，从而使墙下基础不会产生丢荷载的情况。3.附加荷载附加荷载一般是由于基础上部（地上一层）的填充墙或设备等引起的。5.读取荷载1.独立基础底面尺寸较小，作用在基础上的荷载中弯矩对基础承载力的影响较大，对冲切和配筋也有一定的影响。因此一般读取PK、TAT、SATWE、PMSAP等程序生成的荷载组合最为基础设计的依据。2.多柱基础上有多根框架柱，故设计时应按整体基础考虑，可以采用SATWE、TAT、PMSAP等程序中不包含吊车预组合内力的荷载组合进行设计。8.目标组合本菜单用于显示具备某些特征的荷载图，如标准组合下的最大轴力、最大偏心距等。目标组合仅供用户校核荷载之用，于地基基础设计最终选用的荷载组合无关。五、柱下独基1.自动生成第一页地基承载力计算参数自动生成基础时做碰撞检查：一般应勾选。如果生成的基础底面重叠，程序会自动将发生碰撞的地基合并成双柱基础或多柱基础。覆土压强（自动计算填0）：在进行独立基础地基承载力计算时，覆土重和基础自重综合考虑，按平均容重20kN/m3计算，填0时，程序按20kN/m3×（0.0-基础底标高）自动计算，否则按用户输入的数据计算，应取加权平均值。第二页地基承载力计算参数独立基础最小高度：指程序确定独立基础尺寸的起算高度，若冲切计算不能满足要求时，程序自动增加基础各阶高度。相对柱底标高：若点选此项，则后面填写的基础底标高值的起始点均相对于此处。若上部结构底层柱底标高不同时，宜选择此项。程序会自动算出每个基础底标高的值。相对正负0：若点选此项，则后面填写的基础底标高值的起始点均相对于±0.0。基础底标高：根据上述选定的基础底标高的起算点填写。程序计算基础底面积时，允许基础底面局部不受压。填0表示基础全底面受压的情况。计算地基时考虑独基底面范围内的线荷载作用：若勾选，则计算独立基础时取节点荷载和独立基础底面范围内的线荷载的矢量和作为计算依据。程序根据计算出的基础底面积迭代两次。独立基础平面简图5.多柱基础当框架柱根数大于两根且距离较近时，可使用【多柱基础】菜单生成一个多框架柱下的联合基础。程序默认基础底面形心与多柱外接矩形形心重合，布置角度由用户输入。程序会将几根柱所在节点上的荷载平移到基础底面形心，并按单柱基础来计算。简化后柱的截面尺寸取多柱外接矩形。8.双柱基础当两个柱间距离较近时，各自生成独立基础会发生相互碰撞，此时，可用【双柱基础】菜单在两个柱下生成一个独立基础。六、局部承压在钢筋混凝土结构工程中，基础的混凝土强度等级通常比其上的柱要低，桩承台的混凝土强度等级有时也比其下的桩要低。此时，需要进行柱下基础或桩上承台的局部受压承载力验算。局部承压验算结果5.3.4墙下条形基础墙下条形基础主要用在民用住宅中广泛使用的砌体结构中。设计步骤一、参数输入二、上部构件【圈梁】三、荷载输入【无基础柱】子菜单将不需要设置基础的构造柱设置为“无基础柱”四、墙下条基1.自动生成砖放脚尺寸：定义砖放脚的模数，用于控制放脚细部尺寸。对于普通粘土砖，无砂浆缝可填60，有砂浆缝填65。如不是普通粘土砖，则无砂浆缝可填砌块高度，有砂浆缝可填无砂浆缝值+半个灰缝宽度。毛石条基顶部宽、台阶宽、台阶高：定义毛石基础相关尺寸。以顶部宽为基准，每个台阶每边出挑一个台阶宽。因此台阶宽取半个条石宽度，以保证条石间的缝隙错开。无筋基础台阶宽高比：主要针对灰土基础和素混凝土条基。该参数控制灰土或素混凝土垫层挑出砖放脚长度与垫层厚度的比值。5.双墙条基用于自动设置或人工设置双墙条基。5.4独基沉降计算1.考虑相互影响的距离一般来讲，沉降的相互影响距离考虑到隔跨就较为合适了2.覆土重没输时，计算覆土重的回填土标高该参数的设置影响到基底反力计算。如果在基础人机交互输入中未计算覆土重，在此处可输入相关参数以考虑覆土重。3.沉降计算调整系数《上海独基规范》中利用Mindlin方法计算沉降时提供了沉降经验系数，《地基基础规范》及《桩基规范》没有给出相应的系数。由于经验系数是有地区性的，因此JCCAD提供了一个可以修改的参数，程序将根据该参数修正沉降值，使最终结果符合经验值。5.5基础施工图1.参数设置5.5.2基础平面图基础平面图的绘制应根据《建筑工程设计文件编制深度规定》建质[2008]216号（以下简称《深度规定》）及《民用建筑