jccadPPT课件.ppt

最新JCCAD用户问题及解答 朱春明中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所010 6451737584272121 2162E mail pub 1 问题来源 PKPM2008版发布会用户问题汇总 一 地质资料与标高二 荷载选择及组合三 交互输入及参数设置四 交互输入的计算五 弹性地基梁计算六 有限元计算桩承台 防水板 梁七 有限元网格划分及计算参数八 地基计算模型九 有限元计算结果十 沉降计算十一 上下部共同作用 2 一 地质资料与标高 1 05版jccad中 第一步结构物0 00对应的地质资料标高 此处标高应为柱底标高吗 不一定 第二步中 若全部标高均输入绝对标高与全部输入相对标高得出的结果相差很大 为什么 0 00标高没改变 应该按哪个标高输入 都可 3 筏板基础的地质资料输入 是否按实际从0 000开始输入 或是只需输入持力层 地面 持力层以上可简化 4 jccad中地质资料中要输入孔口标高及土层底标高 可以输地质报告中的绝对高程 但在筏板交互式输入中的基础底标高又是相对标高 两者如何统一 如果孔点标高每一个孔取样标高都不一样 0 000的绝对高程需要反映到jccad中吗 0 00标高 3 标高的含义 绝对标高 根据地质勘探报告给出的标高直接输入即可相对标高 相对于结构 0处图1 1 土层布置 孔点坐标的单位 孔点坐标的单位是米 应该按照地质勘探报告提供的坐标值的相对值输入 4 不同基础类型对土的物理力学指标有不同要求 在JCCAD中可以把地质资料分为两种情况 无桩时 压缩模量 重度 土层厚度有桩时 压缩模量 重度 状态参数 内摩擦角和粘聚力注意 根据所有勘探点的地质资料 将建筑物场地地基土统一分层 分层时 可暂不考虑土层厚度 把其它参数相同的土层视为同层 再按实际场地地基土情况 从地表面起 向下逐一编土层号 作成地基土分层表土层名称可相同参数不同所有土层的压缩模量不能为零 弹性地基梁 桩基 有限元按不压缩处理 地下水位标高 探孔水头标高 输入后 不必将地质资料中的重度改为浮容重输入 程序会自动考虑 5 JCCAD软件进行基础设计 是否一定要输入地质资料 不一定 无桩基础 沉降计算有桩基础 单桩刚度 沉降计算如果在设计桩基础时没有输入地质资料 则需要在桩承台或桩筏计算中人工补充相应信息 对于桩承台基础应注意修改桩长 对于桩筏基础要补充输入单桩的竖向刚度和弯曲刚度 6 方案的人工初设计 点柱状图 菜单项下 先选择桩基的施工方法 再根据施工工艺和施工机械设定桩径 各种桩长范围的竖向承载力和水平承载力特征值 通过多点的比较和各种桩径施工方法的比较 能帮助设计人员确定比较合理可行的施工方法和桩径 桩长 图1 2选择桩的类型和桩承载力的计算公式 7 单桩承载力D为桩直径 L1和L2分别代表可能持力层处桩的最小和最大长度 Q1和Q2代表L1和L2桩长的单桩竖向承载力特征值 H1和H2代表L1和L2桩长的单桩横向承载力特征值 B1和B2分别代表单桩抗拔力特征值 8 例 CCTV地质资料剖面图 9 二 荷载选择及组合 1 地基JCCAD中 读取荷载菜单中 有PM荷载 SATWE荷载 还有PMSAP TAT荷载 具体用哪个比较好 假设不同 砼结构计算的实质 2 jccad计算人防工况下的筏板基础时 05版无法对人防荷载进行局部修改 因为地下室只有部分是人防地下室 只有一部分需要考虑人防荷载 请问 08版jccad计算人防工况下的筏基时 能否将基础部分人防荷载指定为0或者其他值 筏板有限元能读SATWE人防 3 08版基础设计是否考虑了吊车荷载作用 无satwe高层版 厂房布置吊车荷载后 基础设计是否可以考虑吊车荷载 附加荷载 4 基础荷载选择为标准组合算底面积 配筋也一并计算出来 与规范不协调 选择基本组合计算时 底面积也过大 但配筋是准确的 程序不是这样 严格按规范 5 伸缩缝处两柱子能否共用一根基础梁 条基 梁应该怎样输入才能保证两根柱子的荷载都能传导至基础梁 程序能处理 10 关于荷载的问题 PM恒 活 砖混荷载 TAT SATWE PMSAP荷载砖混墙下条基 PM恒 活 砖混荷载其余类型 TAT SATWE PMSAP荷载 初设计 PM恒 活独立式基础 如柱下独基和桩承台 在设计时弯矩对计算结构的影响很大 不应该被忽略 采用PM恒 活计算结果可能偏小 11 PM荷载和砖混荷载的区别1 PM恒 活有节点荷载 砖混荷载无节点荷载 其节点荷载被均布到墙上 2 当砖墙上有集中力时 砖混荷载无论集中力下有无构造柱 该集中力是均布到墙上的 而PM恒 活则不同 a 墙段中有主梁传来的节点力时 节点力是直接传到基础 b 集中力直接作用在墙上时 集中力均摊成墙段上的均布线荷载 3 在砖混荷载中 同一轴线上的连续墙体荷载是相同的 PM恒 活一般是不同的 存在楼层数不同 同一轴线上荷载相差较大时最好读取PM恒 活 12 关于上部特殊荷载在SATWE TAT PMSAP计算的人防荷载 吊车荷载 特殊风荷载 JCCAD软件会读取 PK和STS输入计算的吊车荷载 JCCAD软件可以考虑 关于人防荷载 13 关于传到基础的活荷载折减在SATWE软件中对柱 墙和基础的活荷载折减值只传到该软件中的底层最大组合内力 并没有传给JCCAD基础软件 JCCAD软件在读取SATWE荷载时只读取内力标准值 然后由软件自行进行组合 14 在JCCAD软件中如何考虑活荷载折减如果设计人员希望按照规范的要求考虑柱 墙和基础的活荷载折减 则需要在JCCAD软件的 荷载参数 中人为输入活荷载折减系数 如图2 1 图2 1 荷载参数 中输入活荷载折减系数 15 三 交互输入及参数设置 1 建议jccad中荷载目标组合中的标准组合和基本组合可以存为T图 运行目标组合后在图形管理生成T图 2 若PM输入 已设置地下室 那JCCAD内的平面就是指PM中的最底层 是 3 桩筏墙柱下是否要设墙梁 可设可不设 4 基础交互输入设置里室外地平标高设置有什么具体用处 算土重 沉降用 基础拉梁是否可以在上部结构计算中输入 可以 16 框架结构的填充墙荷载处理的正确方法 框架结构的填充墙其荷载应该按照 附加点荷载 输入到拉梁两端基础所在的节点上 附加点荷载先要与上部结构各组荷载叠加 再进行基础计算 注意 填充墙下设置拉梁 不要将均布荷载输入到网格上 否则会自动生成形成墙下条形基础 另外填充墙荷载不能分配到独基上 造成柱下独基不安全 17 覆土重的不同处理 18 单位面积覆土重主要是指基础及基底以上回填土的平均重度 若无地下室 则覆土高度应从室外地坪算起 若有地下室 则单位面积覆土重应由用户人工填写 且计算高度应从地下室室内地坪算起 单位面积覆土重程序的计算 19 关于独基和条基的计算覆土重的两个参数 单位面积覆土重 和 自动计算覆土重 注 无论 输入的单位面积覆土重 还是选择程序 自动计算 只对独基和墙下条基的计算起作用 对其他类型基础不起作用 图4 1 基本参数 中 单位面积覆土重 和 自动计算覆土重 20 几个相关标高 基本参数 中 室外自然地坪标高 地梁筏板 参数中的 梁式基础的覆土标高 地梁定义 中的 梁基底标高 关于梁式基础覆土重计算的几个相关标高 图4 2 基本参数 中 室外自然地坪标高 图4 3 地梁筏板 中的 梁式基础的覆土标高 21 图4 4 地梁定义 中 梁基底标高 设计人员只有将这三种标高的关系正确输入 才能保证 梁式 基础的覆土重计算正确 22 筏板基础的覆土重 当采用 板元法 计算的筏板基础时 则需要设计人员在 筏板荷载 中人为填写 如图4 5 图4 5 筏板荷载 如果用板元法计算带地下室的筏板悬挑部分的覆土重时需要定义和输入里外两块板 再分别人工输入悬挑和室内部分的覆土重 23 三 交互输入及参数设置 5 基础拉梁是否可以在上部结构计算中输入 可以 24 能否将拉梁及其以下框架部分作为一个结构标准层进行设计从软件的角度上讲 可以这样进行设计 具体操作时在PMCAD 人机交互建模中 多建一个标准层即可 从设计的角度上讲 这种设计方法会使拉梁下的砼柱有可能变成短柱 但由于该砼柱主要位于地下 地震力的影响很小 因此一般情况下不会有什么大问题 25 三 交互输入及参数设置 6 剪力墙下基础在JCCAD中只有墙下条基 为何没有独立基础 可以用小筏板输入计算 7 请问地下室抗浮荷载能否在JCCAD中计算 是否能在模型中体现 输入没有 有限元计算可以 8 在基础设计中可否不用全部整体建模 而采用塔楼下外伸部分地下室跨数 问 一般外伸跨数控制多少 可否按沉降后浇带位置来分 可以按45度 9 目前jccad中筏板基础布置中 能否实现母筏板中布置子筏板 然后再在上述子筏板中布置子筏板 可以 目前基础设计中 能否实现基础设计时人防荷载导算 可以 26 三 交互输入及参数设置 10 筏板中怎样布置子筏板 布置了子筏板 基础偏心特别大 主体与裙房可以分别校核偏心 地下室一部分设置水池怎样建模 可以用子筏板 11 若基础中既有筏板和独立基础 独立基础和基础梁是否以强性地基梁法计算 而筏板以筏板有限元计算 可以同时用梁元与板元 27 四 交互输入的计算 1 剪力墙结构筏板基础 剪力墙对筏板的冲切如何计算 可以用围筒冲切 2 筏板冲切在有限元分析之前 此处程序应该还没有算出桩的冲切反力 程序是如何计算的 用桩的承载力设计值 另外桩承台的冲切没有计算处 在桩承台计算自动完成冲切 不够会自动增加 3 JCCAD中 内筒冲切计算 扣除的基底反力 应该是内筒下的反力 而程序中给扣除的是整个筏板的平均反力 所以冲切力比规范的大 是的 可以先分区布 4 基础模型输入中 重心校核内的筏板重心已调至合适位置 而在结束该输入任务的计算中 却出现荷载中心和形心偏离 此时荷载中心和形心是什么概念 因此时显示偏心距比值不符合规范 28 产生此种情况的原因主要有以下两种 对于梁板式基础 由于有些轴线上没有布置梁或板带 则在人机交互退出时造成荷载导算丢失 输出的 重心校核 值小 而在 筏板重心校核 中正常 地下水的影响 筏板重心校核 中的基底反力未考虑 基础人机交互 退出时基底反力考虑 筏板基础重心校核 在JC人机交互输入中有两处显示 这两处显示结果有时不一样 用户应该选哪种更合适 29 四 交互输入的计算 6 05版独立基础只算冲切 不算剪切 基础高度相对较小 是否正确 规范没校核 剪切校核面不一定在变截面处 45度处 冲切控制 7 在桩筏计算中 内筒和柱对筏板的冲剪验算没有考虑桩的作用 考虑基底反力作用 不是的 考虑桩不考虑土 45度且采用平均反力 柱对筏板计算没有计算过程 没 8 独立基础的计算是否准确 为什么柱底内力和弯矩都小 基础面积却很大 归并结果 30 地基承载力 31 关于地基承载力计算的相关规范1 地基规范 的要求根据 地基规范 第5 2 4条的规定 当基础宽度大于3m或埋置深度大于0 5m时 从载荷试验或其它原位测试 经验值等方法确定的地基承载力特征值 尚应按下式修正 为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数 查表5 2 4取值 32 2 抗震规范 的要求根据 抗震规范 第4 2 2条的规定 天然地基基础抗震验算时 应采用地震作用效应标准组合 且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算 地基承载力应按下式计算 调整后的地基抗震承载力 地基抗震承载力调整系数计算 按表4 2 3采用 深宽修正后的地基承载力特征值 按 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 条采用 33 独立基础的地基承载力计算 图3 1独立基础平面图 34 以本工程4号节点所对应的独立柱基为例 该柱 地基承载力计算参数 对话框填写如图4 2下 图3 2独立柱基的 地基承载力计算参数 对话框 35 JCCAD软件计算结果如下 节点号 4C20 0fak kPa 130 0q m 1 50Pt 30 0kPafy 210mPaLoadMxMyNPmaxPminfaSB442 19 05 65 291035 10205 52150 73178 2026432643 控制工况号 计算出的地基承载力 36 将上述该柱所填写的参数代入到 建筑地基基础设计规范 第5 2 4条的计算公式中 计算出的地基承载力为 fa 130 0 1 6 20 1 5 0 5 162Kpa注 规范要求当基宽小于3m按3m取值 37 经查得该柱所对应的控制工况号为442 在JC0 OUT的荷载组合公式中所对应的荷载组合为 442SATWE标准组合 1 00 恒 0 50 活 1 00 地x 0 38 竖地442号工况是包含 地震组合 的工况 因此需按 建筑抗震设计规范 第4 2 2条进行调整 38 查 建筑抗震设计规范 表4 2 3 得100 150的粘性土和粉土的值取1 1 则乘以地基抗震承载力调整系数后的地基承载力为 1 1 162 178 2Kpa 39 筏板基础的地基承载力校核某工程为剪力墙结构 基础采用筏板基础 筏板1 3m 底标高为 6 3m 持力层为碎石土 其基础平面图如图3 3所示 图3 3筏板基础平面图 40 核对该筏基的地基承载力的基本操作如下 1 输入 基本参数 填写 基础人机交互输入 参数输入 基本参数 工程地基承载力特征值 260kPa 地基承载力宽度修正系数 0 深度修正系数 4 4 持力层为碎石土 基底以下土的重度 10kN m3 基底以上土的加权平均重度 19 5kN m3 承载力修正用的基础埋置深度d 2m 室外自然地坪标高为 0 3m 选择的是GB5007 2002综合法 见图3 4 3 5 41 图3 4计算方法的选择与地基承载力参数的输入 42 图3 5基础设计参数的输入 43 2 承载力计算 1 手工计算结果将上述参数代入到 地基规范 公式5 2 4 得 260 0 4 4 19 5 2 0 5 388 7kPa 44 2 程序的计算结果按照以下步骤查出程序的结果 在人机交互中点取筏板 重心校核 下的 选荷载组 后 弹出 荷载组合类型 菜单 见图3 6 图3 6荷载组合类型 45 选取 368 SATWE标准组合 1 0 恒 1 0 活 再点取 重心校核 程序会输出计算结果如下 程序中的计算结果fa 732kPa 与手核的计算结果fa 388 7kPa不符 在此 对产生这种差异的主要原因做如下介绍 46 3 程序的处理 地基规范 中公式5 2 4中关于基础埋置深度d的解释中提到 当有地下室 如采用箱形基础和筏基时 基础埋置深度自室外地面标高算起 JCCAD软件在计算修正后的地基承载力时未采用 基本参数 中输入的 承载力修正用的基础埋置深度d值 而是采用 筏板底标高 与 室外自然地坪标高 二者的差值来计算公式中的d值 47 该工程的在 基本参数 中输入的室外自然地坪标为 0 3m 筏板底标高为 6 3m d值应是6 00m 代入 地基规范 公式5 2 4 得 260 0 4 4 19 5 6 00 0 5 732kPa与程序中的计算结果fa 732kPa相符 48 4 按 抗震规范 进行地基抗震修正如果要考虑地震组合时的抗震修正 与独立基础一样在按 地基规范 5 2 3进行深宽修正后 还应该按 抗震规范 4 2 3进行地基抗震修正 查 抗震规范 表4 2 3 得 中密 稍密的碎石土 中密和稍密的砾 粗 中砂 密实和中密的细 粉砂 150 300的粘性土和粉土 坚硬黄土取1 3 则 1 3 732 951 6Kpa 49 程序考虑地震组合后的结果 与手核结果相同 50 五 弹性地基梁计算 1 JCCAD中弹性地基梁的各种算法有何区别 各自适用范围 地基梁竖向位移与沉降计算的区别 51 考虑基础及上部结构刚度的沉降计算 原弹性地基梁基础沉降计算有两种方法 一种是假定基础完全柔性 另一种是假定基础为刚性 但实际上基础及上部结构有一定刚度 但不是完全刚性 对于高层与群房共存时 采用刚性假定是不合适的 采用柔性假定时由于高层与群房部位的附加荷载还须用户进行调整 使用不方便 因此弹性地基梁板的沉降计算又增加了一种新的方法 这种方法考虑到基础及上部结构刚度及荷载分布不同的影响和地质条件及地基土体之间的相互作用的影响 该方法的原理是利用刚性假定或柔性假定方法计算出来沉降值与反力值 反算出地基刚度值 将该刚度值替代弹性地基梁计算中的基床反力系数 这样就可以求出上部荷载 筏板基础和地基三者协同工作时的沉降分布情况 52 弹性地基梁结构计算模式选择 模式1是指进行弹性地基梁结构计算时不考虑上部结构刚度影响 该方法是最常用的 一般推荐使用 只有当该方法计算截面不够且不宜扩大时再考虑其他计算模式 模式2是指进行弹性地基结构计算时可考虑一定等代刚度的影响 上部结构刚度的大小可根据具体情况输入一个地基刚度倍数即可 模式3是指进行弹性地基结构计算时将等代上部结构刚度考虑得非常大 以致于各节点的位移差很小 不包括整体倾斜时的位移差 此时几乎不存在整体弯距 只有局部弯距 其结果类似于传统方法 一般来说 如果跨度相差不大 考虑上部结构刚度后 各梁的弯距相差不太大 配筋更加均匀了 53 模式4是SATWE或TAT计算的上部结构刚度用子结构方法凝聚到基础上 该方法最接近实际情况 用于框架结构非常理想 SATWE刚度同样适用于剪力墙结构 但TAT该模式不太适用于剪力墙结构 因为TAT的墙体简化为薄璧柱 其刚度只能凝聚到距形心最近的一个节点上 当墙休较大 较复杂时就有可能造成刚度分布不正常 影响计算结果 使用模式4的条件是必须在计算SATWE或TAT选择把 刚度传给基础 项 如两种数据都存在时 优先使用SATWE刚度 TAT和SATWE刚度数据文件名为TATFDK TAT和SATFDK SAT 模式5是采用传统的倒楼盖方法 梁单元取用了考虑剪切变形的普通梁单元刚度矩陈 一般不推荐使用该方法 其结果明显不同于弹性地基梁方法 54 五 弹性地基梁计算 2 条基计算中 软件中无论把翼缘加到多大 程序都提示翼缘抗剪不足 采用上次基础专门讲座提到的方法都没用 我想知道是软件本身的问题还是什么 3 基础梁计算时选 节点下底面积重复利用修正 那在推出 基础人机交互输入 时程序自动计算的 地基梁反力 是否已修正过 还是另外需要人工修正 55 五 弹性地基梁计算 5 某高层 采用梁式筏板基础 筏板1 5米厚 地基梁最高为2m 对地基梁采用弹性地基梁法和 有限元 两种方法计算 配筋结果差别很大 前者比后者配筋量大一倍 为什么有如此结果 该采用那个结果 6 弹性地基梁输完退出会显示预计地基反力与上部荷载之比默认是1 这时是点确定还是否 56 结合工程实例 梁元法与板元法计算同一基础 为什么结果差异很大 57 某工程采用梁式筏板基础 基础布置如图6 1 基床反力系数均取20000KN m3 计算结果如图6 2 工程实例 58 图6 1基础平面布置图 59 图6 2两种计算模型的配筋比较图 60 通过图6 2所示的结果可知 两种计算模式所产生的计算结果存在一定的差异 这主要是由于两种计算模型的假定不同 这二者之间的差异主要表现在 梁元法计算梁式筏板基础时 地基梁的计算是按照带翼缘的T形梁计算的 梁翼缘宽度确定的原则是按各房间面积除以周长 将其加到梁一侧 另一侧再由那边相应的房间确定 最后两侧宽度叠加得到梁的总翼缘宽度 板元法计算梁式筏板基础时 地基梁的计算仅按照矩形梁计算 没有按照T形梁计算 梁元法计算筏板时 板仅仅是按四边嵌固的楼盖方式计算它的内力和配筋 不考虑板与梁整体弯曲的作用 板元法计算筏板时 采用有限元的方法对楼板进行内力计算 能够考虑板与梁整体弯曲作用的影响 61 地基梁翼沿宽度的合理调整 62 工程实例 该工程为一支架 基础布置如图一 初始设计时将梁截面尺寸 梁肋宽 梁高 翼沿宽 根据荷载大小 分别取 700 600 2000 700 800 3400 600 1000 1800 图8 1基础平面布置及地基梁截面定义 63 JC人机交互退出时 提示 是否显示地基承载力验算结果 选择 显示 图8 2 图8 2 64 程序在命令提示区输出 是否由程序自动调整梁翼沿宽度 菜单 有 地基梁修正后平均承载力 280kN m m 底板平均反力 含基础自重 160kN m m 图8 3 将 预期承载力与反力比值 输入为1 2 后点 修改 程序回自动根据比值自动调整梁翼沿宽度 图8 4 图8 3图8 4 65 程序会自动根据比值自动调整梁翼沿宽度 输出 地基梁修正后平均承载力 280kN m m 底板平均反力 含基础自重 234kN m m 图8 5 图8 5 66 退出 人机交互 后到 弹性地基梁结构计算 计算后查看结果文件JCJS OUT 能输出调整后翼缘宽 如图8 6 图8 6 67 后面画地基梁施工图也直接读取了修改后的翼缘宽度尺寸 图8 7 图8 7注 JC人机交互退出修改后的翼缘宽度尺寸 未付值给地基梁中的截面定义 68 六 有限元计算桩承台 防水板 梁 1 桩筏墙柱下是否要设墙梁 可不设 2 基础桩筏计算时原版本没有减去水浮力 08版是否考虑 2008年所有版都考虑 3 桩基础补桩后 原标准的承台 变成了异形承台 如何计算 桩筏有限元 69 六 有限元计算桩承台 防水板 梁 4 对于核心筒下的大承台PKPM如何进行设计 人工布置 程序计算校核 5 当桩基础中 既有独立承台 基础梁和筏板 输入顺序有何规定 筏板后输入 是否都可在桩筏有限元中计算 是 6 在JCCAD承台桩基中 桩承台计算剪力墙丢失 荷载留在点荷载中 计算承台是否正确 怎样考虑上部剪力墙作用 交互输入现时没考虑 计算时考虑 反力会出现红字 70 六 有限元计算桩承台 防水板 梁 7 JCCAD对于多柱联合墙柱联合基础 扩层 桩承台 算的好吗 有限元算 8 高层桩筏 裙房独立承台防水板 梁板式 此时沉降计算时是否将防水板一同按筏板建模 不是仅建桩筏和独立桩承台 水浮力是否进入沉降计算 梁板式底板的梁与筏板的连接如何构造 是进入筏板还是与高楼柱相连 防水板的梁是否可以考虑独立承台作为支座的有利作用 71 六 有限元计算桩承台 防水板 梁 9 05版基础设计中 剪力墙下设承台桩不设地梁时 计算桩和承台按桩筏有限元计算方法 软件给出的配筋和承台厚度是否已考虑冲切 可否直接采用 应检查桩冲切力图 是否满足 10 如图墙下条形承台是否可以采用桩筏板有限元计算 0厚度板在05版可应用吗 现可以不布板 72 六 有限元计算桩承台 防水板 梁 11 剪力墙下布桩 桩上设承台梁 承台梁配筋怎么计算 如果用手工方法计算大直径桩 剪力墙上轴力怎么往桩上分配 按刚性假设计算 12 桩基础布置时 当桩不规则布置时 承台的计算怎么处理 如断桩补桩时 此时程序怎么计算 依据是什么 配筋形式如何考虑恰当 按桩筏计算 13 JCCAD可否计算抗拔桩及岩石锚杆 抗拔桩按桩处理 岩石锚杆可输入荷载 73 七 有限元网格划分及计算参数 1 筏板有限元计算时 对网格划分比较混乱 有没有手工调整 该如何处理 网格调整菜单 2 沿管灌注桩有承台连接时 什么情况下取铰接 什么情况下取固结 有什么区别 你如何设计 砼就如何受力 因为配筋是后设计的 3 JCCAD中的K值 如何确定 规范规定为附加压力与沉降量的比值 而且有时程序不给出建议值 沉降少于0时 给建议值时是分块给出的 为什么 地质不同 74 基床反力系数K值的计算 75 基床反力系数K值的物理意义单位面积地表面上引起单位下沉所需施加的力 基床反力系数K值的影响因素基床反力系数K值的大小与土的类型 基础埋深 基础底面积的形状 基础的刚度及荷载作用的时间等因素有关 试验表明 在相同压力作用下 基础随基础宽度的增加而减小 在基底压力和基底面积相同的情况下 矩形基础下土的K值比方形的大 对于同一基础 土的K值随埋置深度的增加而增大 试验还表明 粘性土的K值随作用时间的增长而减小 因此 K值不是一个常量 它的确定是一个复杂的问题 76 基床反力系数K值的计算方法 a 静载试验法静载试验法是现场的一种原位试验 通过此种方法可以得到荷载 沉降曲线 即P S曲线 如图11 1 图11 1静载试验法得到的P S曲线 77 根据图1所得到的P S曲线 则K值的计算公式如下 其中 P2 P1 分别为基底的接触压力和土自重压力 S2 S1 分别为相应于P2 P1的稳定沉降量 静载试验法计算出来的K值是不能直接用于基础设计的 必须经太沙基修正后才能使用 这主要是因为此种方法确定K值时所用的荷载板底面积远小于实际结构的基础底面积 因此需要对K值进行折减的缘故 从公式 1 可以看出 P2 P1和S2 S1实际上就是在试验中所施加的荷载及其引起的稳定沉降量 其计算出来的K值就是地基的弹簧刚度 78 b 按基础平均沉降Sm反算用分层总和法按土的压缩性指标计算若干点沉降后取平均值Sm 得K p Sm式中p为基底平均附加压力 这个方法对把沉降计算结果控制在合理范围内是非常重要的 用这种方法计算的k值不需要修正 JCCAD在 桩筏筏板有限元计算 中使用的就是这种方法 c 经验值法JCCAD说明书附录二中建议的K值 79 如何合理确定K值 基床反力系数K是基础设计中非常重要的一个参数 因为它的大小直接影响到基础反力的大小 因此 合理地确定此参数的大小就显得至关重要 本文拟结合在设计院应用得非常广泛的JCCAD软件 与广大设计人员共同讨论如何合理地确定基床反力系数K 80 1 已知沉降算K值 JCCAD软件在 桩筏筏板有限元计算 中 K值的计算公式为 板底土反力基床系数建议 kN m3 总面荷载值 准永久值 平均沉降S1 m 81 图11 2JCCAD在 桩筏筏板有限元计算 中K值的计算结果 82 2 不知道沉降算K值 如果设计人员无法准确预估沉降量 则或者按经验值法输入K值 或者采用程序提供的建议值 这两种方法产生的K值在很多情况下会有很大的差别 有时甚至相差一个数量级 这主要是因为采用经验值法计算出的K值不仅受人为因素的影响很大 而且其考虑的因素比较粗糙的缘故 而采用程序提供的建议值时 只要输入的地质资料准确无误 则程序计算出的结构平均基床反力系数K是没有问题的 83 设计建议对于某些工程 若基础埋深比较大 当基础开挖的土体重量大于结构本身重量时 地基土产生回弹 则程序将无法给出K的建议值 此时设计人员可以考虑回弹再压缩 用结构 总面荷载值 准永久值 回弹再压缩沉降值 mm 得到基床反力系数K值 84 为何书中给出的K值很大 计算比它小一个数量级 1 来源于苏联规范 正常用于路基上枕木 轨道计算 压力泡小 与表层土相关 2 没有考虑压缩深度的影响 没有考虑荷载大小的影响 建筑物宽度方向也在几十米多 3 原有研究成果没有考虑上部结构的影响 4 计算内力反映的变形与实际的沉降不是一个量级 建议 可取用 但不考虑上部结构共同作用 如取沉降反算的值 应考虑上部结构共同作用 85 七 有限元网格划分及计算参数 4 原版jccad中 柱墩输入在上部构件中 计算内力配筋时有问题 现改进了吗 原来柔性柱墩厚度没考虑 现已加 刚性柱墩与柔性柱墩在哪里选择输入 程序自动判断 5 jccad中 独基加防水板 防水板的计算模型是什么 板底只受水浮力 板面只受上面荷载 配筋计算 筏板信息中荷载可以是负 基床系数可以是0 约束加在独基或梁上 6 桩筏基础中 程序自动生成的桩刚度系数的计算依据是什么 桩基规范附录 如果要调整桩刚度系数 调整的依据 试桩报告或经验 7 桩筏基础考虑桩土共同作用如何实现 通过调整桩刚度来实现是否可以 桩间土以基床系数表示分担反力大小 程序根据规范自动确定分担比例 86 七 有限元网格划分及计算参数 8 桩基设计中 桩k值的定义和取值情况 用桩筏计算出的弹性地基梁 是否反映箍筋的要求 能 9 为了调整不均匀沉降 沉降后浇带的作用怎样在pkpm中体现 87 主楼与裙房之间设置施工后浇带 1 JCCAD软件设置后浇带的操作步骤在主楼与裙房之间设置施工后浇带来解决沉降差异问题 是目前工程界最常用的方法 新版的JCCAD软件在 桩筏筏板有限元计算 菜单中增加了设置后浇带的功能 具体操作过程为 在 模型参数 中填写 如设后浇带 浇后浇带的荷载系数 参数 如图12 5所示 88 图12 5后浇带参数的填写 89 该参数的本质是要求设计人员预计在主体结构完成以后 浇注后浇带前 结构荷载加载了多少 体现在沉降上 实际上就是沉降在浇铸后浇带前完成了多少 因此 建议设计人员可以根据 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 以下简称 地基规范 第5 3 3条第2款的建议值 即一般多层建筑在施工完成的沉降量 对砂土可以认为其最终沉降量已完成80 以上 对于其它低压缩性土可以认为其已完成最终沉降量的50 80 对于中压缩性土可以认为其已完成20 50 对于高缩性土可以认为其已完成5 20 90 同时 根据 地基规范 第4 2 5条的规定 地基土的压缩性可按p1为100kPa p2为200kPa时相对应的压缩系数值a1 2划分为低 中 高压缩性 并应按以下规定进行评价 1 当a1 2 0 1MPa 1时 为低压缩性土 2 当0 1MPa 1 a1 2 0 5MPa 1时 为中压缩性土 3 当a1 2 0 5MPa 1时 为高压缩性土 当然 众所周知 土的压缩性随着时间的推移是非线性的 有些地区结构的前期沉降大 后期沉降小 有些地区则有可能相反 所以不一定能够完全体现上述规律 这就要求设计人员还应根据具体的工程具体分析 但作为一般工程的沉降估计 上述规律还是可行的 91 在 筏板布置 中选择 定义后浇带 如图12 6 图12 6后浇带的定义 92 八 地基计算模型 1 桩筏筏板有限元计算中 给出四种计算模型 其沉降计算结果相差很大 在实际工程中该如何选择 93 桩筏筏板有限元计算中 给出四种计算模型 其沉降计算结果相差很大 在实际工程中该如何选择 1 弹性地基梁板模型弹性地基梁板模型即文克尔模型 是一种最简单的线弹性模型 其基本假定是地基土边界面上任一点处的沉降W x y 与该点所承受的压力强度p x y 成正比 而与其它点上的压力无关 其计算公式为 p x y kW x y k 基床反力系数 94 根据文克尔模型 地基的沉降只发生在基底范围内 其范围以外的沉降是不考虑的 这与实际情况不符 众所周知 土体是一种连续的介质 在某一点的沉降必然会对其它点产生影响 产生这种情况的主要原因是因为地基中剪应力的存在 使地基中的附加应力向旁边扩散 显然文克尔模型没有考虑地基中剪应力的影响 95 2 倒楼盖模型倒楼盖模型假定结构上部刚度无穷大 地基反力均匀布置在基础底面 在内力计算时不考虑基础整体弯曲所产生的影响 而只按照倒楼盖的方式进行基础设计 这种方式计算方法简单 易于手算 96 3 单向压缩分层总和法 弹性解 Mindlin应力公式及弹性解修正 0 5ln D Sa 1 弹性半空间地基模型为了弥补文克尔模型的缺点 有学者提出了弹性半空间地基模型 其基本假定是将地基看成是均质的 各向同性的弹性半无限体 按照弹性力学中关于弹性半空间体模型的方法分析地基上压力与变形之间的关系 与文克尔地基上的梁不同 由于弹性半空间模型的连续性 地基上的梁和地基本身可能处于三种不同的应力应变状态 从而区分为平面应力问题 平面应变问题和空间问题 因此其计算方法和理论比文克尔模型要复杂得多 97 明德林则给出了竖向集中力P和水平向集中力Qx与Qy作用于半空间内D深度时 任意点M x y z 处的位移和应力解 弹性半空间地基模型考虑到基底各点的沉降不仅与该点的压力有关 还与其它各点有关 因而比文克尔地基模型进了一步 但是由于地基土本身并不是理想的 均质的 各向同性的弹性半空间体 地基压缩层的厚度也是有限的 因而导致这种地基模型的应力扩散能力往往超过地基的实际情况 实践表明 按弹性半空间地基模型计算结果 基础的位移和内力一般都偏大 98 2 修正的Mindlin应力公式如上所述 按照弹性半空间地基模型中的Mindlin应力公式计算出来的基础沉降和内力往往偏大 有的时候直接用于基础设计时会产生较大误差 因此 JCCAD软件在明德林应力公式的计算基础上对其进行修正 其修正系数为0 5ln D Sa 其中D为集中力作用点离基准点的距离 Sa为集中力作用点离计算点的距离 如图9 5 99 图9 5D和Sa参数示意图 100 3 单向压缩分层总和法单向压缩分层总和法也可以称为分层地基模型 众所周知 地基土是分层的 每层土的压缩模量和厚度都有可能不同 该方法主要考虑了土的压缩特性以及地基的有限压缩层深度的影响 在土体的附加应力计算时采用弹性力学的方法计算 而地基的变形计算时则采用土力学中的分层总和法 使计算结果更符合实际 其计算方法为 101 式中 第i层土的平均附加应力 kN m2 第i层土的厚度 m 第i层土的压缩模量 kN m2 分层地基模型的计算结果更符合实际 因而在工程中得到了广泛的应用 102 4 JCCAD软件的做法当设计人员在JCCAD软件中选择方法3或方法4计算基础沉降时 程序则采用弹性半空间地基模型中的Mindlin应力公式求出基础各深度范围内的应力值 代到分层总和法的计算公式中 同时土的压缩模量取相应土层的值 从而求出基础的最终沉降值 103 桩筏筏板有限元计算筏板基础时 倒楼盖模型和弹性地基梁板模型计算结果差异很大的原因这主要是因为二者的性质是截然不同的 1 弹性地基梁板模型采用的是文克尔假定 地基梁内力的大小受地基土弹簧刚度的影响 而倒楼盖模型中的梁只是普通砼梁 其内力的大小只与筏板传递给它的荷载有关 而与地基土弹簧刚度无关 104 2 由于模型的不同 实际梁受到的反力也不同 弹性地基梁板模型支座反力大 跨中反力小 而倒楼盖模型中的反力只是均布线载 3 弹性地基梁板模型考虑了整体弯曲变形的影响 而倒楼盖模型的底板只是一块刚性板 不受整体弯曲变形的影响 4 由于倒楼盖模型的底板只是一块刚性板 因此各点的反力均相同 由此计算得到的梁端剪力无法与柱子的荷载相平衡 而弹性地基梁板模型计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的 105 地基模型的选择 地基计算模型 大致可分为不连续模型和连续性模型两大类 在基础设计时 如何选择相应的地基模型则是一个比较复杂的问题 很难给出一个统一的标准 在此 本人仅就上述地基计算模型的力学特点和适用范围做一些简单的介绍 106 1 文克尔地基模型的受力特点和适用范围文克尔地基模型实质上来源于阿基米德浮力定律的一个推论 比如浮桥结构是严格执行文克尔地基模型的 显然 力学性质与液体相近的地基 比较符合文克尔模型假定 因此 该模型主要用于抗剪强度极低的流态淤泥质土或地基土塑性区开展比较大的基础 另外 当厚度不超过基底短边之半的薄压缩层地基 因压力比较大 剪应力比较小 所以也比较符合文克尔模型假定 从地基土的分类角度上讲 地基土可粗略地分为非粘性土和粘性土 一般地说 当基础位于非粘性土上时 采用文克尔地基模型还是比较合适的 特别是当基础比较软的情况 文克尔地基模型的另一个主要特点就是模型简单 适合手算 因此 当上层建筑为框架结构 填充墙比较少 结构整体刚度比较小 基础虽然采用筏基 但筏板的刚度也不是很大时 若基础位于非粘性土上 也可以采用文克尔地基模型 107 2 弹性半空间地基模型受力特点和适用范围如前所述 弹性半空间地基模型总是假定地基土是均质的 各向同性的弹性半无限体 其沉降计算所使用的地基土弹性模量是定值 不随土体性状变化而变化 因此这种方法计算出来的压力泡是连续的 然而实际上 地基土不可能是均质的 各向同性的弹性半无限体 其弹性模量也不会是一个值 因此 在竖向荷载作用下的压力泡不会是连续的 所以 弹性半空间地基模型的计算结果也仅是一个近似解 由于弹性半空