用JCCAD进行基础设计若干问题

用JCCAD进行基础设计若干问题探讨讲解 刘华 JCCAD中的标高JCCAD与上部结构是统一的标高系统 同一个 0 PMCAD模型JCCAD模型 统一的标高系统 PMCAD模型JCCAD模型 统一的标高系统 独基剪切计算 地基规范条文说明 8 2 8 8 2 9为保证柱下独立基础双向受力状态 基础底面两个方向的边长一般都保持在相同或相近的范围内 试验结果和大量工程实践表明 当冲切破坏锥体落在基础底面以内时 此类基础的截面高度由受冲切承载力控制 本规范编制时所作的计算分析和比较也表明 符合本规范要求的双向受力独立基础 其剪切所需的截面有效面积一般都能满足要求 无需进行受剪承载力验算 考虑到实际工作中柱下独立基础底面两个方向的边长比值有可能大于2 此时基础的受力状态接近于单向受力 柱与基础交接处不存在受冲切的问题 仅需对基础进行斜截面受剪承载力验算 因此 本次规范修订时 补充了基础底面短边尺寸小于柱宽加两倍基础有效高度时 验算柱与基础交接处基础受剪承载力的条款 独基冲切范围示意图 独基剪切计算 独基最小配筋率 地基规范 8 2 1条第3款 扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0 15 底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm 间距不宜大于200mm 也不宜小于100mm 地基规范 8 2 12条 基础底板配筋除满足计算和最小配筋率要求外 尚应符合本规范第8 2 1条第3款的构造要求 计算最小配筋率 对阶形或锥形基础截面 可将截面折算成矩形截面 截面的折算宽度和截面的有效高度 按附录U计算 基础底板配筋可按式 8 2 12 计算 计算配筋率时 软件使用全截面面积 筏板布置 1 筏板几何关系 B B A a 包含关系 B A A B c 部分重叠关系 b 完全独立 A B距离不能靠得太近 否则 有限元计算的时候网格划分可能会出错 A 2 子筏板布置的用途 a 局部加厚 如主裙楼结构 c 局部加载 如筏板局部有特殊荷载 可以通过加子筏板 再通过加筏板荷载实现 b 筏板局部下凹 如积水坑 电梯井等 主楼 裙房 电梯井 局部特殊荷载 框筒桩筏 例题1 筏板关系 柱墩1 刚性柱墩与柔性柱墩 2 冲切计算 3 计算分析时的内力与配筋 柱墩尺寸 柱墩立面 柱墩尺寸 柱墩类型 1 刚性柱墩 尺寸满足刚性角要求 一般能满足柱对柱墩的冲切要求 筏板内力计算时不考虑刚性柱墩对筏板的影响 即有限元内力计算是忽略刚性柱墩 但在配筋时 程序会剔除刚性柱墩范围内力即选择柱墩范围外的内力进行配筋 刚性下柱墩程序会按加厚子筏板处理 2 柔性柱墩 尺寸不满足刚性角要求 筏板内力计算将柔性柱墩当成变厚度子筏板进行有限元分析 计算结果中给出柱墩的内力值 配筋值 查刚性角 3 可以通过程序 查钢刚性角 功能来判断刚性柱墩和柔性柱墩 如果是柔性柱墩 程序会用红圈标出 选择题 A1 2 3 4冲切结果相同B1 2冲切结果相同 3 4冲切结果相同C1 3 4冲切结果相同D1 2 3 4冲切结果均不一样 柱墩例题1 图中1和2为上柱墩 3为下柱墩 4为子筏板 厚度都一样 1 3 4长宽尺寸都为2m 2为1 6x1 6m 柱墩例题1 1 相同尺寸的上柱墩和下柱墩冲切结果不一致 为何 2 相同尺寸的柱墩和子筏板冲切结果不一致 为何 3 只改变柱墩长宽 不改变柱墩厚度 冲切结果有时会变化为何 上柱墩和下柱墩冲切示意图 柱 柱墩 筏板筏板 柱 柱墩 上柱墩 下柱墩 导入桩位 1 导入桩 实例 2 导入锚杆 实例 3 导入桩承台 实例 基床系数 A 1 如果输入地质资料 程序根据地质情况以及附加面荷载算出平均沉降 再计算出基床系数 基床系允许用户进行调整 程序根据用户输入的基床数反算出沉降 达到调整沉降的目的 计算结果的合理性以工程经验判断为主 若无工程经验时 取程序默认值 2 如果不输地质资料时 默认值是20000 基床反力系数 资料来源 顾晓鲁等主编 地基与基础 第三版 北京 中国建筑工业出版社 2003 基床反力系数 资料来源 中国船舶工业总公司第九设计院编写 弹性地基梁及矩形板计算 路基系数K30 资料来源 地下铁道 轻轨交通岩土工程勘察规范 GB50307 1999 超高层复杂基础的计算流程 应用国际地基基础与岩土工程专业数值分析有限元软件PLAXIS3D2013 通过地基土 桩基与结构相互作用进行沉降分析 以判断总沉降量 主楼筏板挠度和差异沉降量是否满足规范要求 岩土专业工程师根据整体沉降分析结果 给出基础底板不同区域的基床反力系数 Sap2000 或其他有限元软件 如YJK MIDAS SAFE等 建立含基础的整体模型 考虑上部结构刚度 得到基础内力 进行基础设计 特别说明 对于一般工程 高度150m以下 结构工程师可根据工程经验结合实际工程特点确定基床反力系数 进行基础设计 对于超高层建筑 150m以上 建议由专业岩土工程师进行沉降分析 给出合理的基床反力系数 用于基础设计 以上资料来自北京院卢清刚总工某次会议报告 3 基床系数调整 A 沉降试算输入筏板基床系数B 筏板定义菜单里可以编辑每块筏板的基床系数C 基床系数菜单里 平面调整 地质调整 平面调整和地质调整 筏板定义里输入基床系数 基床系数调整 示例1 A 基床系数调整 A 有桩的情况下 程序默认筏板基床系数是0 对于局部桩筏基础 不布桩的筏板要手工输入基床系数 框筒桩筏 例题2 局部桩筏 基床系数调整 工程实例3 地质调整系数 用户问题 裙房下计算沉降值相差很多 荷载相差并不大 基床系数不给建议值 始终是默认值20000 什么原因 1 没有输入地质资料 2 附件面荷载值小于等于0 桩及锚杆刚度 1 桩抗压刚度及抗拔刚度 2 锚杆抗拉刚度 独基 防水板基础建模要求 独基高度必须大于等于板的厚度 且独基底标高必须小于等于板底标高 独基顶标高应该大于等于板顶标高 否则计算的时候独基将不能一起考虑在内 若是锥形或者阶形独立基础 则独基的第一阶尺寸应该满足上述要求 独基加防水板例1 用户问题 桩筏有限元计算时 部分桩承台不能选择上 独基 桩承台 加防水板计算相关问题 1 建模在JCCAD人机交互中先输入独基 桩承台 然后再通过筏板菜单布置防水板 布置方式和普通筏板一样 独基和板的位置关系如上述 2 计算方法1 独基和防水板分别单独计算 按常规方式计算独立基础 用JCCAD中的菜单 6防水板抗浮等计算 防水板 方法2 用JCCAD菜单 5桩筏筏板有限元 统一计算独基和防水板 此时注意 防水板不承担土反力 要将防水板下的基础系数设为0 两种计算方法的区别 方法1 是将柱墙等竖向构件假设为固定支座 没有竖向位移或者是没有竖向位移差 此时整个基础没有整体弯曲 只考虑局部弯曲 按复杂楼板计算防水板 即防水板单独计算 方法2 是考虑竖向构件的竖向位移 将独基和防水板进行统一的有限元分析计算 是整体分析的结果 有限元计算结果异常工程实例12 6 1 用户问题 计算过程中弹出yyy out文本 计算结果异常 很多放射线 解决方法 1 模型靠上部防水板挑出多一点 将所有的桩承台都包含在内 2 计算是勾选新方法加密网格和凹角预先处理 有限元计算结果异常 工程实例12 6 2 解决方法 计算时 网格划分依据选第三种 勾选新方法加密网格和凹角预先处理 有限元计算时考虑水的作用 第一种是 各工况自动计算水浮力 用于在正常工况组合计算中考虑水浮力 对应长年稳定水位标高 所有荷载组合会把水浮力作为一种工况