PKPM学习班基础PPT课件

1、用于标高转换第1页/共162页0 0相对于绝对标高的意思 0相对于绝对标高是指大地坐标，设计人员只要根据地质资料报告给出的大地坐标直接输入即可，程序能够自动对标高进行换算。如果设计人员在0相对于绝对标高处填0，则代表相对标高，那么设计人员在地质资料中输入的其它标高都应以相对标高为准第2页/共162页孔口标高的填法 此处与0相对于绝对标高一样，可直接输入大地坐标，程序会根据设计人员输入的坐标值自动判断孔口高度。也可以输入相对标高，标高值由设计人员给出 孔点坐标的单位是米，不是毫米第3页/共162页例：CCTV第4页/共162页 孔口标高39m，桩底标高-14.0m 桩径1200mm,承载力特征值

2、12500kN 0.00标高为38.9m 柱底标高-16.1m -20.8m 板厚4.0m 9.5m第5页/共162页等高线统一修改第6页/共162页荷载的输入第7页/共162页第8页/共162页参数的意义 一层上部结构荷载作用点的标高：该参数主要是用于求出基底剪力对基础底面产生的附加弯矩作用。在填写该参数时，应输入PMCAD中确定的柱底标高，即柱根部的位置。注意：该参数只对柱下独立基础和桩承台基础有影响，对其它基础没有影响 自动计算覆土重：是指自动计算基础和基础以上回填土的平均重度，主要用于独立基础和条形基础的计算，对筏板基础没有影响第9页/共162页几个注意的问题 筏板上的覆土重在“筏板荷

3、载”中输入 读取荷载时不需要将所有荷载都选上。如果都选上，则只有独基和墙下条基会在计算时考虑所有组合并选最不利进行设计，其他基础只认一种软件传下来的荷载。因此，用户应根据自己的实际工程情况，选择合适的计算方法，以满足自己的设计要求。选择的原则是：上部结构最终采用哪个软件计算内力、配筋，JCCAD就应该读取相应软件的荷载值。第10页/共162页 当前组合：屏幕上当前所显示的组合值 当前组合值仅表示当前屏幕上所显示的值，并不是说基础的最终控制组合就一定是它 目标组合：某一最大内力所对应的组合值，比如最大轴力或最大弯矩下作对应的组合值 目标组合并不一定是最不利组合，比如说最大轴力下所对应的组合值其湾

4、矩值有可能很小，不一定是控制工况，所以目标组合不能作为基础设计依据 程序能够按照规范的要求自动识别标准组合与基本组合几个注意的问题第11页/共162页新规范承载力校核比较第12页/共162页柱下独立基础结果比较 用新规范计算的柱下独立基础底面边长与原规范相比减少了11%左右。 中柱比边柱减少的多 PM荷载计算比用TAT荷载计算减少的多 由于底面积减少，造成基础配筋量减少。 没偏心荷载减少得多;有偏心荷载减少得少第13页/共162页浅基础承载力比较 规范 承 载 力校核 计算式 R，fk ，fak三者相近 R 与fa相近 安 全 系数 74 规范 pkR R=R+mb（B-3）+mdm(D-1.

5、5) 10 89 规范 pf f= fk+b（b-3）+dm(d-0.5) f大于等于 1.1fk p/pk=1.251.30 f/R=1.11.20 1.0 如 1.1 新规范 pkfa fa= fak+b（b-3）+dm(d-0.5) p/pk=1.251.30 当fa 1.1 fak 时fa= f fa/R=1.01.20 1.0 如 0.9 第14页/共162页桩基设计比较第15页/共162页与桩基规范的比较： 内容 地基规范 50007-2002 桩基规范 JGJ94-94 承载力校核 akRQ （8.5.4-1） aikRQ2 . 1max（8.5.4-2） RN （5.2-1）

6、RNax2 . 1Im（5.2-2） 3 . 124. 1/kQN 2ukaQR 7 . 165. 1ukQR 桩身强度 ccPfAQ (8.5.9) c预制桩取 0.75， 灌注桩取 0.60.7 c预制桩取 1.0， 干作业取 0.9， 灌注桩取 0.60.7 承台冲切 0.84hp代 0.72 0)()( 2hfahabFthpoxcoyoycoxl （8.5.17-1） Fl= F-Ni ox=0.84/(ox+0.2) oy=0.84/(oy+0.2) 0)()( 2hfahabFtoxcoyoycoxl（5.6-6） Fl= F-Ni ox=0.72/(ox+0.2) oy=0.7

7、2/(oy+0.2) 剪切 00hbfVths （8.5.18） 0.175.1 00hbfVths （5.6.8） 3.012.0 , 4 . 13 . 0 5.12.0 , 0 . 34 . 1 第16页/共162页弹性地基梁基础第17页/共162页弹性地基梁基础墙下是否一定要布梁 一般而言，弹性地基梁基础墙下都要布梁，如果没有布梁，也应该点一下“墙下布梁”菜单，这样程序将自动生成一个与墙同宽、梁高等于板厚的砼梁。如果不布梁，也应该布板带 布置梁或板带的目的是：1、正确读取上部荷载；2、为筏板寻找正确的支撑点 注意：1、在布置板带时，对于抽柱位置不应布置板带，否则易将板带布置在跨中位置；2

8、、点取“墙下布梁”选项时，必须首先布置筏板第18页/共162页弹性地基梁基础梁翼缘宽度的定义 梁翼缘宽度在初次定义时要根据上部结构竖向荷载的比例关系来定。比如某工程边跨竖向荷载总值是中间跨竖向荷载总值的一半，那么在定义梁的翼缘宽度时就取边跨为1米，中间跨为2米 在退出“基础人机交互”是程序给出提示：“预期承载力与反力之比”，此时输入预期值，比如1.4，则程序会自动根据预期值和翼缘的宽度的比例关系，对基础宽度进行调整第19页/共162页 我们注意，弹性地基梁在退出基础人机交互式会显示910组荷载，这些荷载是标准值，它们的含义在程序所显示的荷载图中都有明确的说明第20页/共162页基础的计算第21

9、页/共162页联合基础的计算 双柱联合基础的偏心计算：程序在进行双柱联合基础的设计时，并没有考虑由于两个柱子上部荷载不一致而产生的偏心的情况。因此计算的基础底面是对称布置的。这种计算方法对于两根柱子挨得很近比如变形缝处双柱基础计算几乎没有什么影响，但对于两根柱子挨得稍微远一些的基础，则会有一定的误差。此时需要设计人员人为计算出偏心值，在“独基布置”中将该值输入进去，然后再重新点取“自动生成”选项，程序可以根据设计人员输入的偏心值重新计算联合基础 双梁基础的设计，建议设计人员直接在双轴线上布置两根肋梁，然后再在梁下布置局部筏板第22页/共162页砖混结构构造柱基础的计算 砖混结构一般都作墙下条形

10、基础，构造柱下一般不单独做独立基础。有的时候设计人员会发现JCCAD软件在构造柱下生成了独立基础。这主要是因为读取了PM恒+活所致，这种荷载组合方式没有将构造柱上的集中荷载平摊到周边的墙上 设计人员可以在荷载编辑中删除构造柱上的集中荷载，并在附加荷载中在周边的墙上相应增加线荷载值。也可以在“荷载输入”中点取“无基础柱”，由程序自动将集中力分配到周边墙上，或者设计人员也可以直接读取砖混荷载，因为砖混荷载自动将构造柱上的集中荷载平摊到周边的墙上了第23页/共162页浅基础的最小配筋率 浅基础如墙下条基等在对基础地板配筋时是否该考虑最小配筋率，目前工程界还有争议。基础设计规范中没有规定柱下独立基础底

11、板的最小配筋率，而混凝土规范对于混凝土结构均有最小配筋率的要求。目前JCCAD软件对于独立基础和墙下条形基础缺省情况下没有按PMIN计算，但有此参数设定，设计人员可以根据需要自行调整第24页/共162页基础重心校核第25页/共162页“筏板重心校核”中的荷载值与“基础人机交互”退出时显示的值不一样的原因原因有二： 对于梁式筏板基础，由于有些轴线上没有布置梁或板带，造成荷载倒算的时候没有分配到梁或板带上，从而使两种方式所产生的重心校核值不一致 “筏板重心校核”中的荷载没有考虑地下水的影响，而“基础人机交互”退出时显示的值考虑了地下水的影响第26页/共162页带裙房的主体结构筏板重心的计算 对于带

12、裙房的主体结构，“筏板重心校核”主体应该与裙房分开计算，而且主要是验算主体结构的重心校核第27页/共162页弹性地基梁结构5种计算模式的选择第28页/共162页按普通弹性地基梁计算 这种计算方法不考虑上部结构的刚度影响，绝大多数工程基本上可以采用此种方法，只有当用该方法基础设计不下来时才考虑其他方法的影响第29页/共162页按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁 该方法实际上是要求设计人员人为规定上部结构的刚度是地基梁刚度的几倍。该值的大小直接关系到基础发生整体弯曲的程度。而上部结构刚度到底是地基梁刚度的几倍并不好确定。因此，只有当上部结构的刚度较大、荷载分布不均匀，并且在按普通弹性地基梁方法

13、计算不下来时方可采用，一般情况下可不选用它第30页/共162页按上部结构是刚性的弹性地基梁计算 此种计算模式与上面的计算模式计算原理实际上是一样的，只不过此种模式自动取上部结构刚度为地基梁刚度的200倍，采用此种模式计算出来的基础几乎没有整体弯矩。计算模式类似于传统的倒楼盖法 该模式主要用于上部结构刚度足够大时，比如高层框支转换层结构、纯剪力墙结构等第31页/共162页按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基梁计算 从理论上讲，这种方法最理想。因为它考虑的上部结构的刚度最真实，但这也只对纯框架结构而言。对于带剪力墙结构，由于剪力墙的刚度凝聚有时会明显的出现异常，尤其是采用薄壁柱理论的TAT软

14、件，其刚度只能凝聚到离形心最近的节点上，因此传到基础的刚度就有可能异常。所以此种计算模式一般不适用于带剪力墙结构 另外，设计人员在采用JCCAD用户手册及技术条件附录C中推荐的基床反力系数K时，该值已经包含上部的刚度了，所以没有必要再考虑一次第32页/共162页按普通梁单元刚度的倒楼盖方式计算 此模式是传统的倒楼盖模型，地基梁的内力计算考虑的剪切变形。该计算结果明显不同于上述四种计算模式，因此没有特殊要求不推荐使用第33页/共162页问题一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模型计算结果差异很大的原因第34页/共162页这主要是因为两者的性质截然不同 弹性地基梁板模型采用的是文

15、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 由于模型的不同，实际上梁受到的反力也不同，弹性地基梁板模型支座反力大，跨中反而小。而倒楼盖模型中的反力只是均布荷载第35页/共162页 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 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，而弹性地基梁模型计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的第36页/共162页问题二同一个梁式筏板基础采用梁元法计算

16、和采用板元法计算结果相差较大的原因第37页/共162页主要是两种计算模型的假定不同 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型梁计算的，两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 因此设计人员应根据工程实际情况，选择合适的计算方法以满足设计要求第

17、38页/共162页基础沉降计算基础沉降计算 沉降计算增加回弹再压缩计算 桩基可不考虑回弹再压缩niiiiicicczzEps111)(第39页/共162页桩基沉降计算方法 一、半经验实体深基础法 二、从单桩出发考虑群桩作用的沉降计算法 建筑地基基础规范GB5007-2002 桩基规范JGJ94-94 上海地基规范DBJ08-11-1999第40页/共162页方法（1） ：不考虑荷载沿桩身扩散，基底位于尖平面的实体深基础法。方法（2） ：考虑荷载沿桩身按4 角（为桩入土深度范围内各土层的内摩擦角深度加权平均值）扩散，基底位于桩尖平面的实体深基础法。 方法（3） ：考虑深度修正的实体深基础法：明显

18、地可以看出采用方法（1）时，即不考虑桩侧压力扩散的方法，大部分的计算值大于实测沉降量，深度修正的方法。 s = m(h) s第41页/共162页 方法（4） ：从单桩出发考虑群桩作用的沉降计算 Mindlin 方法。它是建立在常用的单向压缩分层总和法基础上的一种沉降估算法， 方法 （5） ：建筑桩基技术规范 JGJ94-94 充分考虑了上述两大类沉降计算方法即半经验 实体深基础法及从单桩出发考虑群桩作用法的优缺点，提出了等效作用分层总和法，该法既采用了符合实际的 Mindlin 解又照顾了为广大设计人员手算所乐于采用的方法（1）的实体基础法。 mjmisijiijijojesEzzpss11)

19、 1( 桩基等效沉降系数定义为： 弹性半空间中刚性承台群桩基础按 Mindlin 解计算沉降量wm与刚性承台下相同承台面积按 Boussincsq 解计算沉降量wB之比，即： e =wm/wB 桩基沉降计算经验系数 根据经验规定为桩长 l 相关的表达式： 100-7.020-5.97.1ll mlml2525 第42页/共162页第43页/共162页第44页/共162页大底盘高层建筑基础设计施工难点与JCCAD正确应用 1，大底盘多塔楼高层建筑应用现况 每年城镇竣工的建筑面积达5亿平方米。大底盘多塔楼高层建筑、地下商场、地下车库建筑以及大跨空间、多层地下结构的出现，在目前住宅小区建设以及大型公

20、建项目中都占有非常重要的地位，其面积可达总竣工建筑面积的10%。 第45页/共162页例子：巴黎城第46页/共162页第47页/共162页例：北化东四环西区住宅及商业工程北化东四环西区住宅及商业工程第48页/共162页北化东四环西区住宅及商业工程北化东四环西区住宅及商业工程 5栋1718层公寓楼和4栋2层商业用房、地下车库及配电站组成，公寓楼、商业用房、地下车库及配电站座落在一个大底盘上。基础采用梁板式筏形基础，板厚800，梁高1000，基础底板底标高9.10m（配电站基础底板底标高10.80m），公寓楼、商业用房及配电站地下2层，中间地下车库地下1层，上覆3m厚的土体；公寓楼高60m,商业用

21、房高8.40m，框架结构，柱网8.1m8.1m。整个建筑物东西长138.6m，南北宽103.35m，建筑面积约85800。第49页/共162页2、给地基基础设计与施工带来的问题 （1）上部结构相对大底盘地下结构刚度大，基底反力不均匀，基础底板的不均匀变形，引起基础开裂，例如国贸二期工程底板裂缝，防水失效；昆明建筑大厦梁板式筏基开裂，底板防水失效。第50页/共162页2、给地基基础设计与施工带来的问题 （2）目前解决大底盘高层建筑不均匀沉降的办法一是设置沉降缝，二是设置施工“后浇带”，待沉降基本稳定后再浇筑“后浇带”砼。设置沉降缝影响地下空间的使用功能，一般已不采用，采用施工“后浇带”技术，在中

22、、低压缩性土层一般在主体结构封顶后浇筑“后浇带”砼，但一般需1年或1年半时间，施工“后浇带”的保护以及在有地下水的地区，降水周期很长，费用开支可观，并增加施工难度。第51页/共162页恒富家园第52页/共162页设后浇带第53页/共162页荷载系数l0.0 =不设l1 .0 =永久设l0 .5 =完成一半第54页/共162页不设（系数为0）第55页/共162页设置（系数为0.5）第56页/共162页2、给地基基础设计与施工带来的问题 （3）高层建筑与纯地下车库的连接条件 由于使用功能要求，高层建筑与地下车库的连接可以采用柔性防水连接和刚性连接，柔性防水连接由于维护困难，费用高，较少采用；采用刚

23、性连接的条件及连接时间也是当前工程急需研究的课题。例如北京太阳园工程地下2层车库，地上32层高层建筑，在主体结构施工至78层时，地下车库的30cm厚顶板与主体结构厚2.0m的转换层连接，由于刚度相差悬殊，主体结构尚未封顶即出现多处裂缝，防水失效。第57页/共162页3、充分、有效、正确利用JCCAD软件为设计服务 充分利用： 详细了解JCCAD的功能，有弹性地基梁模型（菜单3）与中厚板有限元模型（菜单5）。基础模型有：WINKLER地基，弹性半无限体解为基础的有限压缩层模型，弹性半无限体修正解为基础的有限压缩层模型，倒楼盖模型。可以考虑上部结构与基础共同作用，或不考虑。第58页/共162页3、

24、充分、有效、正确利用JCCAD软件为设计服务 有效利用： JCCAD直接读取上部结构的各种荷载的标准组合与基本组合，上部结构TAT，SATWE的凝聚刚度及底层网格。第59页/共162页3、充分、有效、正确利用JCCAD软件为设计服务 正确利用： 理解地基基础设计的复杂性，岩土工程的复杂性在于各种土质地基条件千差万别，在不同成因和周围环境条件下表现出不同的力学性质。地基基础按变形控制设计已为工程界共识，各种规范沉降计算的不统一及与实际情况的差异。 施工工序及施工“后浇带”设置对计算的影响。整体计算与分开计算的结果不同如何应用。 有限元计算结果与实际工程的差别。第60页/共162页4、设计计算及施

25、工进一步研究方向 不同上部结构体型的地基反力及变形特征 主裙楼一体结构的荷载传递及变形特征 高层建筑与地下结构的连接及其灾害防治 大底盘高层建筑变形控制、设计的建筑措施、结构措施及其施工措施 “施工后浇带”设置技术及可不设置的条件第61页/共162页六、基础交互设计第62页/共162页桩布置方式的选择 桩筏下桩布置的特点 桩位的随意性，桩位自成网格 桩位与荷载的相关性就地消化 异形柱及剪力墙下桩的布置 常用方式：单桩布置，单桩拷贝，围桩承台。 梁下布桩筏板应后布或不布。第63页/共162页为方便桩筏的优化布桩设计,可对桩筏基础先按承台桩布置，然后再删除承台。程序的“删除承台”菜单改为只删除承台

26、而保留桩（可用“删除桩”菜单删除桩）。最后布置筏板。第64页/共162页七，上下部结构共同作用，TAT和SATWE刚度 1.上部结构计算时假设基础不变形，是固端约束 ： 实际结构的基础会沉降且可能不均匀。 差异沉降会对上部结构产生次内力。 2.不同结构形式对差异沉降的反应是不同的。 3.规范条文中相关内容第65页/共162页5. 3. 10 在同一整体大面积基础上建有多栋高、低层建筑，沉降计算时应考虑上部结构、基础与地基的共同作用。713 设计时，应考虑上部结构和地基的共同作用。对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件进行综合分析， 确定合理的建筑措施、 结构措施和地基处理方法。8. 3. 2

27、 柱下条形基础的计算，除应符合本规范第 8.2.7 条一、二款的要求外，尚应符合下列原则： 1 在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于 1/6 柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2 的系数；8. 4. 10 当地基土比较均匀、上部结构刚度较好、梁板式筏基梁的高跨比或平板式筏基板的厚跨比不小于 1/6，且相邻柱荷载及柱间距的变化不超过 20%时，筏形基础可仅考虑局部弯曲作用。筏形基础的内力，可按基底反力直线分布进行计算，计算时基底反力应扣除底板自重及其上填土的自重。 当不满足上述要求

28、时， 筏基内力应按弹性地基梁板方法进行分析。第66页/共162页考虑上部结构刚度的方法 1.按TAT、SATWE、PMSAP的凝聚的上部结构刚度进行计算 2.倒楼盖模型 上部结构为刚性 3.不考虑上部结构刚度 上部结构刚度为0第67页/共162页算例：第68页/共162页不考虑上部结构刚度沉降图第69页/共162页考虑上部结构刚度沉降图第70页/共162页第71页/共162页八、厚板有限元计算第72页/共162页1，有限元计算的各种基础形式 天然地基上的筏基及地基梁基础 桩基：常规桩基 复合桩基（规范）桩土分担比不变 复合桩基（上海）超承载力由土承担 复合地基： 有桩体，桩与筏板有垫层，按桩筏

29、输入 无桩体，输入承载力及处理深度第73页/共162页2，桩筏基础特点及输入 不等高，不等厚 地质情况不一样情况 开大天井情况 水浮力与自重 有梁筏板基础下梁与地接触，板架空 设置后浇带第74页/共162页3，厚板有限元计算结果说明 沉降图，图层增删，沉降等值线图 反力图中承载力校核（最大值1.2，均值1.0），冲切校核，不足红字显示。设计值=特征值*2/1 . 66 交互配筋取值原则：不以峰值为标准，识别无用峰值。各网格取大，同截面网格取加权平均。 交互输入配筋区域。增加双层及多层配筋第75页/共162页4，桩筏计算不同模型比较弹性地基板(梁)模型（WINKLER）土与桩按弹性假设 倒楼盖模

30、型按刚性板假设计算桩顶反力有限压缩层法弹性解MINDLIN应力公式规范建议方法有限压缩层法弹性解修正0.5ln(D/Sa)建研院方法第76页/共162页算例：油罐设计 板厚1.1米 桩长36米 油罐直径26.44米 荷载300kPa第77页/共162页第78页/共162页第79页/共162页第80页/共162页第81页/共162页第82页/共162页沉降比较第83页/共162页桩反力比较第84页/共162页八、地基基础变刚度调平设计八、地基基础变刚度调平设计 对于高层建筑桩筏、桩箱基础，按传统设计理念是只重视满足总体承载力和沉降要求，忽略上部结构、承台、桩、土的相互作用共同工作特性，采用均匀布

31、桩，甚至对边角桩实施加强，由此导致基础沉降呈蝶形分布、反力呈马鞍形分布，主裙差异变形显著，基础整体弯距和核心区冲切力过大，虽然基础板配筋较多，但有的基础板和上部结构仍有裂缝出现乃至影响正常使用。 针对上述情况，提出变刚度调平设计新理念 。第85页/共162页调平设计基本内涵 基本内涵是：首先，考虑框筒、框剪结构的荷载与刚度分布特点和相互作用引起的应力场不均，实施变刚度布桩（视地质条件实施，变桩长、桩径、桩距）强化核心区，弱化核心区外围；对于刚度相对弱化区考虑桩土共同分担荷载。第86页/共162页调平设计作法 其二，采用JCCAD程序进行上部结构、承台、桩、土的共同作用分析，调整布桩，使差异沉降

32、趋于最小，合理确定箱、筏承台的板厚与配筋。 对于主楼裙房联体建筑，则按强化主体弱化裙房的原则设计，主体采用桩基，裙房则应首选天然地基，其次为复合地基、疏短桩基。第87页/共162页 二、技术经济效益 按上述变刚度调平设计理念和方法设计的框筒、框剪结构和主裙连体建筑已达十余项，均收到了良好的技术经济效益。 1.差异沉降明显减小 2.承台受力性状改善第88页/共162页例子：巴黎城第89页/共162页第90页/共162页单塔计算（均匀/非均匀布桩）第91页/共162页考虑上部的沉降图（均匀/非均匀布桩）第92页/共162页不考虑上部刚度的沉降图（均匀/非均匀布桩）第93页/共162页考虑上部刚度的

33、配筋值 均匀布桩 非均匀布桩（mm2/m） X上筋 7679 4955 Y上筋 13733 5992 X下筋 15285 9414 Y下筋 11325 6945第94页/共162页不考虑上部刚度的配筋值 均匀布桩 非均匀布桩（mm2/m） X上筋 7602 4184 Y上筋 16567 7694 X下筋 16402 9461 Y下筋 11762 8234第95页/共162页例子：威海海悦国际大厦第96页/共162页第97页/共162页威海海悦国际大厦CFG桩复合地基 海悦国际大厦由主楼与裙楼组成，主裙楼连体。主楼建筑物地上30层，裙楼地上4层，地下2层，建筑高度99.90M，外框内筒结构，平面

34、呈矩形，整个建筑物东西长142.5 m，南北宽44 m，建筑面积约12万平方米。拟采用筏基，CFG桩复合地基。 第98页/共162页威海海悦国际大厦设计方案1、核心筒部分CFG桩桩长22m，桩径400mm，桩间距1.6m左右，单桩承载力特征值为800KN，桩数为182根。2、柱下CFG桩桩长19m，桩径400mm，桩间距1.6m左右，单桩承载力特征值为700KN，桩数为451根。3、主楼部分基础底板厚1.6m, 核心筒部分板厚2.2m。4、裙房部分采用梁板式基础,梁尺寸是800 mm宽1400mm高, 板厚0.5m。5、主裙楼之间设后浇带。6、裙房的抗浮设计不设置抗拔桩，利用建筑物的自重和配重

35、平衡水浮力。7、筏板砼强度等级是C40，CFG桩砼强度等级是C30，受拉受压的钢筋是三级钢，箍筋是二级钢。0标高处于地质资料标高4.30 m，筏板底标高为-10m，处于地质资料标高-5.70 m,埋深8.70 m。8、筏板下天然地基承载力特征值270kPa。第99页/共162页基础布置图第100页/共162页沉降图第101页/共162页桩土反力图第102页/共162页例：桩梁基础第103页/共162页桩反力图第104页/共162页弯矩及剪力图第105页/共162页例：桩梁基础（复合桩基）第106页/共162页桩土反力第107页/共162页弯矩及剪力图第108页/共162页例子1：地下室不等高第

36、109页/共162页例子2：国家体育馆第110页/共162页第111页/共162页CCTV第112页/共162页例子：CCTV桩筏第113页/共162页第114页/共162页第115页/共162页上部结构与地下室共同工作上部结构与地下室共同工作及地下室设计、人防设计及地下室设计、人防设计1。地下室结构的特点。地下室结构的特点2。分析模型。分析模型3。风、地震、恒活荷载作用计算。风、地震、恒活荷载作用计算 4。地下室抗震控制。地下室抗震控制5。地下室外墙平面外设计。地下室外墙平面外设计6。地下室人防设计。地下室人防设计第116页/共162页1。有地下室结构的特点。有地下室结构的特点v上部结构与地

37、下室组成一个上部结构与地下室组成一个承力体系承力体系，具有，具有共同的位共同的位移场移场，相互，相互协调变形协调变形。v地下室外的回填土对结构地下室外的回填土对结构侧向侧向有一定的有一定的约束作用约束作用。v地下室楼层地下室楼层侧移刚度侧移刚度通常较大。通常较大。第117页/共162页规范有关规定：规范有关规定：嵌固部位如何定嵌固部位如何定？v何为嵌固部位何为嵌固部位能约束结构能约束结构所有位移和转角（所有位移和转角（Dx、Dy、Dz、x、 y、 z ）的部位，称为的部位，称为嵌固部位嵌固部位。v何为侧向约束何为侧向约束只约束结构的只约束结构的水平位移和整体扭转水平位移和整体扭转（Dx、Dy、

38、 z ）的部位，称为的部位，称为侧向约束侧向约束。当这种侧。当这种侧向向约束很大约束很大时，也可以称之为时，也可以称之为侧向嵌固侧向嵌固。v抗震规范抗震规范第第6.1.14条、条、高规高规第第5.3.7条都规定，条都规定，当地下室当地下室顶板作为上部结构嵌固部位顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室结构的时，地下室结构的楼层侧向刚度楼层侧向刚度不应小于不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍倍。 v高规高规的的“宣贯培训材料宣贯培训材料”（P5-12）建议：当刚度）建议：当刚度比不满足嵌固部位比不满足嵌固部位的楼层侧向刚度比规定时，有条件的楼层侧向刚度比规定时，有条件可可增

39、加地下室楼层的侧向刚度，或者将主体结构的嵌固部增加地下室楼层的侧向刚度，或者将主体结构的嵌固部位下移至符合要求的部位位下移至符合要求的部位。第118页/共162页地下室侧向刚度比计算：地下室侧向刚度比计算：确定嵌固部确定嵌固部位位v高规高规的的“宣贯培训材料宣贯培训材料”（P5-12）建议：）建议：方法方法1：按按抗震规范抗震规范的楼层剪力与层间位移比计的楼层剪力与层间位移比计算。算。方法方法2：按按高规高规附录附录E的剪切刚度比计算。的剪切刚度比计算。v抗震规范抗震规范第第6.1.14条文说明中建议：条文说明中建议：当进行方案设计时，侧向刚度比可采用剪切刚度比估当进行方案设计时，侧向刚度比可

40、采用剪切刚度比估算。算。第119页/共162页2。分析模型。分析模型v简化的分离模型（有条件的）：简化的分离模型（有条件的）：将上部结构与地下室将上部结构与地下室分开分开，分别设计计算。，分别设计计算。按规范确定按规范确定嵌固层嵌固层作为二者作为二者分界分界。v共同工作分析（无条件的）：共同工作分析（无条件的）：将上部结构与地下室作为一个整体，考虑将上部结构与地下室作为一个整体，考虑共同作用共同作用，采用如下两种方式之一来考虑地下室外回填土对结构采用如下两种方式之一来考虑地下室外回填土对结构的约束作用。的约束作用。方法方法1：地下室水平位移的侧向嵌固（地下室水平位移的侧向嵌固（-K法法）。）。

41、方法方法2：地下室水平位移的有限（弹簧）约束（地下室水平位移的有限（弹簧）约束（K法法）。）。第120页/共162页满足层刚度要求的简化满足层刚度要求的简化嵌固端上移嵌固端上移单边有回填土的简化单边有回填土的简化不考虑土的侧向约束不考虑土的侧向约束作用作用第121页/共162页地下室层刚度的计算地下室层刚度的计算第第2层（地下层（地下1层）的结构平面层）的结构平面第122页/共162页第第3层的结构平面层的结构平面第123页/共162页采用采用第第3种种层刚度的计算方法时，应先不设地下室层层刚度的计算方法时，应先不设地下室层数数第124页/共162页查看所计算的层刚度及层刚度比值查看所计算的层

42、刚度及层刚度比值第第2层层刚度（层层刚度（5.6、5.9）大于第）大于第3层层刚度（层层刚度（1.7、2.5）的的2倍，满足规范要求，所以可以把第倍，满足规范要求，所以可以把第3层底作为嵌固端。层底作为嵌固端。第125页/共162页嵌固端上移的工程实例嵌固端上移的工程实例满足层刚度的要求满足层刚度的要求第126页/共162页分析模型的选择分析模型的选择v虽然满足层刚度比的要求，虽然满足层刚度比的要求，但仍然但仍然选择选择按共同分析按共同分析通过对地下室部分施加通过对地下室部分施加侧向约束，考虑地下室外侧向约束，考虑地下室外的回填土对结构有一定的的回填土对结构有一定的约束作用。约束作用。-K-K

43、型：型：1-K1-K层侧向嵌固。层侧向嵌固。K K型：型：地下室外加地下室外加K K倍主倍主元刚度，侧向约束。元刚度，侧向约束。弹簧侧移约束的图示弹簧侧移约束的图示第127页/共162页选择选择K型约束，先定义地下室层数型约束，先定义地下室层数第128页/共162页选择选择K型约束，定义地下室侧向约束系数型约束，定义地下室侧向约束系数第129页/共162页分析模型的选择方法分析模型的选择方法v一般结构只要地下室体量一般结构只要地下室体量满足建模容量满足建模容量，最好首选，最好首选“上上部下部共同分析部下部共同分析”的计算模型。的计算模型。v当地下室当地下室体量太大体量太大，或上部，或上部有多个

44、塔楼有多个塔楼时，时，宜仍然考虑宜仍然考虑“上部下部共同分析上部下部共同分析”的计算模型。此时，地下室取上的计算模型。此时，地下室取上部结构外围轮廓向外部结构外围轮廓向外23跨的结构部分跨的结构部分，作为该塔楼的，作为该塔楼的地下室部分。地下室部分。v只要采用只要采用共同工作共同工作的分析模型，的分析模型，无需考虑无需考虑层刚度层刚度2倍倍（地下室层刚度仍应大于上层的层刚度）的要求。（地下室层刚度仍应大于上层的层刚度）的要求。v当上部多塔结构当上部多塔结构靠的很近靠的很近时，宜考虑与地下室共同工作时，宜考虑与地下室共同工作的分析模型，地下室构件尽量简化，以满足整体建模容的分析模型，地下室构件尽

45、量简化，以满足整体建模容量的要求。量的要求。第130页/共162页3。风、地震、恒活荷载作用计算风、地震、恒活荷载作用计算v风荷载计算风荷载计算无论地下室侧向约束的程度如何，地下室部分的无论地下室侧向约束的程度如何，地下室部分的基基本风压本风压取为取为0 0。在地上部分的风荷载计算中，自动在地上部分的风荷载计算中，自动扣除扣除地下室部分地下室部分的高度，地下室顶板作为风压高度变化系数的起算的高度，地下室顶板作为风压高度变化系数的起算点。点。结构在风荷载作用下的结构在风荷载作用下的效应效应（位移、内力），受（位移、内力），受地地下室下室侧向约束的程度侧向约束的程度的影响。的影响。第131页/共1

46、62页 地下室对风荷载计算的影响地下室对风荷载计算的影响地下室顶板地下室顶板第132页/共162页地震作用计算地震作用计算v结构的地震作用结构的地震作用效应效应（周期、振型、位移、内力周期、振型、位移、内力）受地）受地下室下室侧向约束约束程度侧向约束约束程度的影响。的影响。v由地下室质量产生的地震力，主要被室外的回填土由地下室质量产生的地震力，主要被室外的回填土吸收吸收。v程序执行抗规（程序执行抗规（5.2.5）控制结构的）控制结构的“最小剪重比最小剪重比”时，时，地下室部分也考虑在内，即自动放大地震作用。地下室部分也考虑在内，即自动放大地震作用。v注意：注意：地下室剪重比不满足规范要求，不作

47、为结构不合地下室剪重比不满足规范要求，不作为结构不合理的标志理的标志。v用用K型型约束方法考虑回填土作用时，地下室地震作用减约束方法考虑回填土作用时，地下室地震作用减小，但并非没有小，但并非没有！第133页/共162页地下室对总地震作用的影响地下室对总地震作用的影响v 若地下室若地下室约束刚度比约束刚度比填零，则对总填零，则对总地震作用无影响地震作用无影响。v 若地下室若地下室约束刚度比大于零约束刚度比大于零，则根据，则根据约束强弱调整地震约束强弱调整地震作用作用，约束越强，地下室地震作用考虑越少，约束非常，约束越强，地下室地震作用考虑越少，约束非常大时，相当于不考虑地下室地震作用。大时，相当

48、于不考虑地下室地震作用。v 若地下室若地下室约束刚度填负整数约束刚度填负整数M，则对底部，则对底部M层地下室的层地下室的水平位移和扭转角作完全嵌固，从而也就完全不考虑底水平位移和扭转角作完全嵌固，从而也就完全不考虑底部部M层的地震作用（层的地震作用（M=MBASE）。）。第134页/共162页地下室顶板地下室顶板ABC不同地下室侧向约束刚度比下的地震作用示意不同地下室侧向约束刚度比下的地震作用示意第135页/共162页恒活荷载作用计算恒活荷载作用计算v正确理解正确理解(-K法法)嵌固的含义（嵌固的含义（水平嵌固；竖向可变水平嵌固；竖向可变形形）。）。v地下室部分竖向构件的地下室部分竖向构件的轴

49、向变形轴向变形和转动会导致上部结和转动会导致上部结构恒活作用构恒活作用内力的重分布内力的重分布。v对于一般规则结构，地下室外的回填土对于一般规则结构，地下室外的回填土约束对竖向荷约束对竖向荷载作用影响很小载作用影响很小。v对于不规则结构，地下室外的回填土约束对竖向荷载对于不规则结构，地下室外的回填土约束对竖向荷载作用有一定影响，在计算中由程序作用有一定影响，在计算中由程序自动自动反映这一特点。反映这一特点。第136页/共162页4。地下室抗震控制。地下室抗震控制v地下室的抗震等级地下室的抗震等级（抗震规范第（抗震规范第6.1.3条）。条）。当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，当地下室顶板作为

50、上部结构的嵌固部位时，地下一地下一层的抗震等级应与上部结构相同层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。地下室地下室无上部结构无上部结构的部分，可根据具体情况采用三的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级。级或更低等级。第137页/共162页地下室抗震等级和截面控地下室抗震等级和截面控制制v构造要求构造要求（抗震规范第（抗震规范第6.1.14条）条）地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，除应满足计算地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，除应满足计算要求外，要求外，不应少于不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋

51、面地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的积的1.1倍。倍。地上一层框架结构柱和抗震墙墙底截面的设计弯矩地上一层框架结构柱和抗震墙墙底截面的设计弯矩值应符合值应符合6.2.3、 6.2.6、 6.2.7条规定。条规定。位于地下室顶板的位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和。第138页/共162页地下室强柱弱梁、强剪弱弯的调整系数地下室强柱弱梁、强剪弱弯的调整系数v有关调整有关调整底层柱、墙内力的调整底层柱、墙内力的调整 ： A 在在.0标高处；标高处； B 结构最底部。结构最底部。

52、框支柱的地震力调整。框支柱的地震力调整。剪力墙底部加强区。剪力墙底部加强区。第139页/共162页剪力墙底部加强区的控制剪力墙底部加强区的控制v 现在的版本中，地下室是否作为剪力墙底部加强区由剪现在的版本中，地下室是否作为剪力墙底部加强区由剪力墙底部加强区力墙底部加强区起算层号起算层号决定。决定。v 地下室以上底部加强区的范围按照高规决定。地下室以上底部加强区的范围按照高规决定。 HS加强区高度。加强区高度。 H1、H2结构第结构第1、2层层高。层层高。 HT转换层高度。转换层高度。 H结构结构0.0以上的总高度。以上的总高度。)150()10/,() 8/,(21HIFHHMINHHHHMA

53、XHSSS) 8/,(21HHHHMAXHTS带框支层的结构：带框支层的结构：第140页/共162页12345加强区起算层号为加强区起算层号为3层，则加强区范围为层，则加强区范围为3，4，5层。层。第141页/共162页地下室抗震等级的调整地下室抗震等级的调整地下地下1 1层以下的抗震等级可以放松层以下的抗震等级可以放松第142页/共162页5。地下室外墙平面外设计。地下室外墙平面外设计v恒活荷载作用恒活荷载作用结构整体分析得到的恒活荷载的轴力、弯矩。结构整体分析得到的恒活荷载的轴力、弯矩。v面外土、水侧作用面外土、水侧作用按简化方法计算面外土水侧压力作用的弯矩。按简化方法计算面外土水侧压力作

54、用的弯矩。v配筋设计配筋设计按压弯构件进行配筋计算。按压弯构件进行配筋计算。第143页/共162页第144页/共162页水土压力分布水土压力分布水土压力分布的简化水土压力分布的简化由上层传来的荷载由上层传来的荷载1m上下楼板的上下楼板的侧向约束侧向约束由上层传来的荷载由上层传来的荷载取单位宽度计取单位宽度计算面外的配筋算面外的配筋第145页/共162页计算模型计算模型1适用于上沿到适用于上沿到上部结构中的外墙上部结构中的外墙计算模型计算模型2适用于只到地下适用于只到地下室顶板的外墙室顶板的外墙外墙的两种不同的计算模型，目的是要外墙的两种不同的计算模型，目的是要保证地下室外墙具有足够的面外配筋保

55、证地下室外墙具有足够的面外配筋第146页/共162页地下室外墙面外配筋的输出地下室外墙面外配筋的输出第147页/共162页地下室外墙的竖向分布地下室外墙的竖向分布筋（即面外配筋）筋（即面外配筋）第148页/共162页6。地下室人防设计。地下室人防设计v人防荷载计算的输入参数人防荷载计算的输入参数人防计算参数在人防计算参数在“地下室信息地下室信息”中定义，当不计中定义，当不计算人防时，人防等级、荷载均应置算人防时，人防等级、荷载均应置0 0，以免计算出，以免计算出错。错。v地下室层数与人防地下室层数地下室层数与人防地下室层数人防层数应小于等于地下室层数。人防层数应小于等于地下室层数。v考虑了哪些构件的人防设计考虑了哪些构件的人防设计SATWE在结构整体分析时，可以考虑人防荷载对在结构整体分析时，可以考虑人防荷载对梁、柱和墙的作用，设计配筋将包含了人防的