基础楼梯构设计PPT课件.ppt

基础 楼梯 构件设计 JCCAD LTCAD GJ 1 一 基础设计 1 JCCAD概述2 基础设计方法3 基础设计相关知识4 基础设计步骤 2 1 JCCAD概述 本软件可充分利用上部结构CAD软件形成的各种信息 避免重复工作 最大限度地减少设计人员的负担 本软件从PMCAD软件生成的数据库中自动提取上部结构中与基础相连的各层的柱网 轴线 柱子 墙的布置信息 当轴线不满足要求时可增加轴线 软件还可读取PMCAD PK TAT SATWE PMSAP软件传下来的各种荷载 并按需要进行不同的荷载组合 读取的上部结构荷载可以同人工输入的荷载相互叠加 此外软件还能够提取TAT绘制柱施工图生成的柱钢筋数据 用来画基础柱的插筋 这样用户可以很方便地使用 基础人机交互输入 菜单统一布置各类基础 布置荷载 和绘制施工图 这些信息传送下来的条件是运行PMCAD主菜单的A 1 2和3项 3 交互式输入的条件 基础人机交互式输入的条件是必须运行过PMCAD软件的前三项菜单 模型输入 输入次梁楼板 导荷 并在当前目录 文件夹 下有TATDA1 PM LAYDATN PM JAN三个数据文件 当使用PM恒活荷载时还应有DATW PM 如果使用TAT荷载时还应有TOJLQ TAT和TATJC TAT文件 如果使用SATWE荷载时还应有WJC OUT 如果要自动读取TAT的柱钢筋数据还要有COLMGB TAT和COLUMN STL文件 以上几个文件均由PMCAD软件 SATWE软件和TAT软件形成 4 2 基础设计方法 我国基础设计方法经历三个阶段 一 基本不考虑共同作用阶段 一般将上部结构和下部基础分开来计算 基础按照类似普通倒楼盖方法来设计 为了防止结构损坏 往往采用十分保守和粗糙的设计 从而造成很大的浪费 这一阶段主要是以手算为主要计算手段的时期 二 考虑基础与地基共同作用时期 一般可按弹性地基来设计基础 分析过程比较繁琐 还未脱离手算时期 即使按照弹性地基来设计 也只是粗略的估算 精确度不够 三 考虑上部结构 基础和地基共同作用时期 1980年代开始电算时代 这个时候可以考虑比较精确的计算方法 引入文克尔地基 线弹性地基等理论 能比较真实的反应地基基础实际工作状态 设计更为经济合理 5 对于整体基础 如交叉地基梁 筏板 桩筏基础 软件可采用多种方法考虑上部结构对基础的影响 这些方法包括 上部结构刚度凝聚法 上部结构刚度无穷大的倒楼盖法 上部结构等代刚度法 软件对整体基础可采用多种计算模型 如交叉地基梁可采用文克尔模型 即普通弹性地基梁模型进行分析 又可采用考虑土壤之间相互作用的广义文克尔模型进行分析 对于筏板基础程序可按弹性地基梁有限元法计算 也可按MINDLIN理论的中厚板有限元法计算 或按一般薄板理论的三角形板有限元法分析 对筏板的沉降计算程序提供了规范的假设附加压应力已知的方法 和刚性底板假定 附加应力为未知的计算方法 6 3 基础设计相关知识 7 1 一般来说 箱基和筏基占工程总造价1 10 1 15左右 施工工期占总工期1 5 1 4 而桩基则相应占到1 5 1 3和1 3 2 5 一般桩基造价较高 2 一般来说 各种基础形式的造价从低到高分别是 独基 条基 梁筏 板筏 箱基 桩基 桩箱或桩筏 3 基础形式的选择及相应地基处理办法 主要与地质地基条件有关 故应由勘察单位来确定而不由设计单位确定 4 初步设计时 若无勘察资料 可采用经验公式计算地基 复合地基或桩基承载力 施工图阶段 则均应由载荷试验确定 不应采用经验公式的计算结果 5 条基 桩 筏等基础形式不应采用手算 8 6 梁元法和板元法计算梁筏基础时的区别 如果选用的基础是以板受力为主则最好采用板元法 如果选用的基础是以梁受力为主则优先采用梁元法 因此 用户在选用不同算法之前 首先需要有针对性分析一下 哪种基础形式与软件算法更为搭配的 不同的思路 不同的选择 不同的算法 不同的侧重点 会引起不同的结果 两种算法中如果对基床反力系数的取法不同就会造成结果的差异很大 此外 采用梁元法时 由交又梁系计算的配筋全部配置在肋梁上 因此 仅当板厚与肋梁高度的比值满足一定要求时 这种配筋才算合理 一般建议 当板厚与肋梁高度比小于0 5时 可用梁元法或者板无法计算梁筏基础 其余情况应采用板元法 9 4 基础设计步骤 1 地质资料的输入地质资料是基础设计计算的重要依据 可以用人机交互方式或填写数据文件方式输入地质资料有两类 一种是供有桩基础使用的 另一种是供无桩基础 弹性地基筏板 使用 两者的格式相同 不同仅在于有桩基础对每层土要求压缩模量 重度 状态参数 内摩擦角 内聚力五个参数 而无桩基础只要求压缩模量一个参数 10 运行 地质资料输入 主菜单时 屏幕会提示用户输入地质资料数据文件名 该数据文件根据用途可以是有桩地质资料也可以是无桩地质资料 文件可采用人机交互方式建立或用人工编辑填写数据文件方式建立 用户可根据具体情况输入一个文件名 无论采用交互方式还是人工填写方式 数据文件的格式都是一样的 若对各层士的布置 厚度 位置的输入采用人机交互方式 输入结果将形成一个地质资料数据文件 11 2 人机交互输入A 基本参数 基础埋置深度 一般应自室外地面标高算起 对于地下室 采用筏板基础也应自室外地面标高算起 其他情况如独基 条基 梁式基础从室内地面标高算起 自动计算覆土重 该项用于独基 条基部分 点取该项后程序自动按20kN m2的混合容重计算基础的覆土重 如不选该项 则对话框中出现 单位面积覆土重 参数需要用户填写 一般来说如条基 独基 有地下室时应采用人工填写 单位面积覆土重 且覆土高度应计算到地下室室内地坪处 以保证地基承载力计算正确 12 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002扩展基础的构造 应符合下列要求 混凝土强度等级不应低于C20 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002柱下条形基础的混凝土强度等级 不应低于C20 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002筏形基础的混凝土强度等级不应低于C30 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002承台混凝土强度等级不应低于C20混凝土 刚性基础的混凝土强度等级不低于C15 独立基础与墙下条形基础不低于C15 柱下条形基础与筏板基础不低于C20 根据上面的相关规定 基础一般采用C30混凝土 一般不宜采用高标号的混凝土 因为高标号混凝土容易开裂 13 b 浅基础参数 按需要输入 14 C 桩承台 15 D 地梁筏板 结构种类 基础基床反力系数 按默认按广义文克尔假定计算 若此项选择后 计算模型改为广义文克尔假定 即各点的基床反力系数将在输入的反力系数附近上下变化 边角部大 中部小一些 变化幅度与各点反力与沉降的比值有关 采用广义文克尔假定的条件是要有地质资料数据 且必须进行刚性底板假定的沉降计算 否则按一般文克尔假定计算 在此处要与 基础梁板弹性地基梁法计算 中的 沉降计算参数输入 中参数相对应 弹性基础考虑抗扭 人防等级 不计算双筋配筋计算压区配筋百分率 0 2 地下水距天然地坪深度 按实际 16 梁的参数 梁钢筋归并系数 0 3梁支座钢筋放大系数 1 0梁跨中钢筋放大系数 1 0梁箍筋放大系数 1 0梁主筋级别 二级或三级梁箍筋级别 一级或二级梁立面图比例 梁剖面图比例 按默认梁箍筋箍筋间距 200翼缘 纵向 分布钢筋直径 间距 8mm 200mm梁式基础的覆土标高 当不是带地下室的梁式基础时 此值为0 否则应填写地下室室内地坪标高 该值用于判断梁式基础是否有地下室和计算地下室内覆土高度的数据梁设弯起钢筋 17 板的参数 梁板混凝土等级 C30梁翼缘 板钢筋级别 一级或二级板钢筋归并系数 按默认板支座钢筋连通系数 按默认板支座钢筋放大系数 1 0板跨中钢筋放大系数 1 0柱下平板配筋模式 按默认 18 B 网格输入 本菜单工程为补充增加PMCAD传下来的平面网格轴线 如设置弹性地基梁的挑梁设置筏板加厚区域等 需注意该菜单调用应在 荷载输入 和 基础布置 之前 否则荷载或基础构件可能会错位 该菜单包含以下子菜单 画点 画线 直线延伸 删节点 删网格 C 荷载输入D 上部构件E 基础布置 19 3 基础梁板弹性地基法计算 菜单采用弹性地基梁元法进行基础结构计算 它有四个分菜单组成 分别是 3 1 基础沉降计算 3 2 弹性地基梁结构计算 3 3 弹性地基板内力配筋计算 3 4 弹性地基梁板结果查询 20 3 1弹性地基板整体沉降 菜单适用于筏板 带肋梁 板带 基础 梁式基础 独立基础 条形基础 不适用于桩筏基础 无板带平板基础 采用广义文克尔法时需运行此菜单 并按刚性底假定计算 21 3 2弹性地基梁结构计算okok org本菜单用于弹性地基梁结构的计算 带肋板式基础 划分了板带的平板式基础 墙下筏板基础也可在这里计算 墙下筏板基础在这里计算时 仅计算出的节点反力用于板内力计算 其它结果无意义 22 3 3弹性地基板内力配筋计算 本菜单是用来进行地基板局部内力分析与配筋 裂缝计算 梁式结构无需运行 3 4弹性地基梁板计算结果查询 23 4 桩基承台及独基沉降计算 本菜单挑选多种荷载工况对承台和桩进行抗弯 抗剪 抗冲切计算和配筋 给出配筋 沉降计算结果 并已图形方式存贮 本部分是在原ZJ软件基础上 完善和发展的 可自动计算桩长 菜单如下 24 5 桩筏筏板有限元计算 本菜单用于桩筏 筏板基础的有限元计算 进行板有限元计算 首先必须进行网格单元划分 程序能自动进行 并形成数据文件DAY ZF和荷载文件LOAD ZF 并进行多种荷载的计算 形成各荷载工况下的配筋 内力 位移 沉降 反力等的图形和文本结果 25 计算模型定义 四种模型 1 适用于多层框架 框剪 为简化模型 2 适用于高层框剪 剪力墙结构3 为规范推荐的桩基 桩筏沉降计算方法4 为3的一种改进 26 6 绘制施工图 27 二 楼梯设计 LTCAD 28 一 设计概述 1 人机交互方式输入各层楼梯布置2 内力计算与配筋技术条件 29 有三种建模方式 1 与建筑软件APM接力使用读取APM主菜单一的建筑模型 由用户挑选楼梯间所在网格后 可把APM已完成的楼梯所在房间或楼梯布置完全读出 此处再做些相应补充修改即可 2 与结构软件PMCAD接力使用读取PMCAD主菜单A建立的全楼结构模型 如用户挑选楼梯间所在的网格后 可把各层楼梯所在的房间 轴线布置读出 此处接力完成各层楼梯的布置 3 不与PMCAD或APM接力独立输入各层楼梯间的梁 柱 墙 门窗 轴线后 再输入各层楼梯布置 30 板式楼梯计算原则1 两跑楼梯及对称式三跑楼梯标准楼梯板配筋示意图图9所示 Lln 低端平板净长Lsn 踏步段水平净长Ln 梯板净跨度Lhn 高端平板净长la 锚固长度结构计算简图如图10所示 楼梯板底筋 按两端简支求出M最大 楼梯板底筋按M最大配筋 图示中的 号钢筋都按此弯矩配筋 楼梯板负筋 梯板负筋弯矩取ZJXS M最大 图示中的 号钢筋按此弯矩配筋 其中 ZJXS为楼梯板负筋折减系数 在总信息中输入 隐含值0 8 31 2 三跑楼梯 1 平面如图11所示的三跑楼梯跑板1及跑板3计算方法同1 跑板2计算方法 其中 B 楼梯板宽 配筋方式如图 12 2 若楼梯梁1没有设置 如图 13这种楼梯的传力系统是 跑板2将所承担之荷载传至两端的跑板1 3上 然后由跑板1 3将由跑板2传来的荷载及自己承担的荷载传至承重墙及楼梯大梁 跑板2的计算跨度取两端跑板1 3宽度之中轴距离 在计算跑板2时 按两端简支考虑 而对跑板1 3 则按一端简支于楼梯梁 一端简支于承重墙或框架梁的简支板考虑 其计算跨度为楼梯梁轴线至承重墙或框架梁的轴线距离 3 双跑直楼梯这种楼梯的受力及配筋和两跑楼梯基本类似 配筋也是按照两跑分别计算的 但是在画图时会画在一个图中 其受力分为两种情况 如果在中间休息平台上有梯梁存在 则每个梯板独立承受荷载 如图 14 如果中间没有梯梁 则两个梯梁连在一起承受荷载 梯板的支承处分别在上下梯板的两端 跨长较长 中间有梯梁的双跑直楼梯受力情况及配筋图 32 梁式楼梯计算原则 梁式楼梯的传力系统是 由踏步板承受主要的垂直荷载 并将垂直荷载传至边梁 由边梁将荷载传至楼梯大梁 楼梯大梁再将从边梁和休息平台板传来之荷载传至承重的横墙 纵墙 框架大梁或剪力墙 设计踏步板时 假定它简支于边梁之上 其截面形状如图 15 作用于踏步板上的均布荷载为 此时作用于踏步板上的最大弯矩 作断面设计时 将踏步板作为b的矩形板进行计算 以上式中各符号意义同三 楼梯梁配筋计算 梁式楼梯的边梁设计时 按支承于楼梯大梁上的简支斜梁考虑 边梁主要承受由踏步传来的荷载 梁式楼梯的楼梯大梁承受从边梁传来的集中反力 楼梯板传来的均布荷载及平台板传来的均布荷载 板式楼梯的楼梯梁承受由平台板 楼梯板传来的荷载 并考虑其自重 按两边简支考虑 33 配筋措施1 保护层厚 楼梯梁 30mm楼梯板及平台板 15mm2 受力钢筋最小直径 楼梯板受力钢筋 8休息平台板受力钢筋 6楼梯梁受力钢筋 14受力筋最小间距 100非受力分布钢筋受力筋直径 10时 取 6 300受力筋直径为 12或 14时 取 6 250 14时 取 8 250同时楼梯板分布筋每踏步至少1 6 34 二 设计步骤 1 交互式数据输入2 楼梯配筋校验3 楼梯施工图4 楼梯表施工图5 消隐法画楼梯剖面图 35 三 旋转楼梯 组合旋转楼梯 悬挑楼梯 见示范 36 三 构件设计 钢筋混凝土 砖混结构混凝土构件辅助设计软件 37 基本构件软件GJ S 4模块中 在原来设计钢筋砼基本构件的基础上 又增加了砖混结构中常见的钢筋砼构件的计算和绘图 点取GJ主菜单后 出现如下三个选项 1 钢筋砼基本构件截面计算2 砖混结构钢筋砼构件辅助设计3 图形编辑 打印及转换 38 一 挑檐 雨蓬 阳台设计的主要功能及技术条件 主要功能 可完成挑檐 雨蓬 阳台等悬挑钢筋砼构件的辅助设计 当输入的悬挑长度为0时 即为钢筋砼过梁设计 计算内容包括 悬挑板的弯矩及配筋 过梁在悬挑构件作用下的扭矩 在悬挑构件及上部墙体等竖向荷载作用下的弯矩和剪力 在弯 剪 扭作用下的纵向钢筋及箍筋 抗倾覆验算 主要技术条件 在悬挑板弯矩计算时 板自重 包括端部助板 由软件自动生成 在计算自重时板厚取输入值加20mm以考虑粉刷重量 在板活荷载计算时 除考虑用户输入的板均布活荷载外 还自动校核每米1kN的集中力作用在板端产生的弯矩 取两者中的较大值设计 在抗倾覆验算中 过梁上部墙体重量取图1所示范围 同时考虑过梁自重及现浇板带的自重 恒载分项数取0 8 墙边至倾覆验算点的距离X 取0 13b b为梁宽 见图1 抗倾覆力矩计算时取梁全长 倾覆力矩计算时取悬挑板长 39 二 墙梁设计的主要功能及技术条件 主要功能 由钢筋砼托梁及支承在托梁上的计算高度内的墙体所组成的组合结构称为墙梁 这类结构在砖混结构中应用十分普遍 尤其在非地震区 可以设计单跨框支墙梁 二跨或三跨连续墙梁 设计中可考虑墙梁洞口的影响 墙梁设计计算的内容有 根据墙梁荷载及端部