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基础设计软件YJK用户手册(终稿)-印刷


基础设计软件 YJK-F
用户手册及技术条件

北京盈建科软件有限责任公司 2011.10

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第一章 基础设计软件 YJK-F 特点 ........................................................................................... 1 一、建模、计算、结果输出三条主线 ...........................................................................1 二、Revit 界面风格 .........................................................................................................2 三、继承上部楼层的节点网格和柱墙构件 ...................................................................2 四、筏板布置适应自身的多边形形状 ...........................................................................4 五、接力上部荷载 ..........................................................................................................4 六、突出核心计算主线 ..................................................................................................4 七、基础拉梁的设计计算 ..............................................................................................4 八、完善的冲切、抗剪计算 ..........................................................................................4 九、自动考虑防水板特征的计算...................................................................................5 十、统一的基础沉降计算 ..............................................................................................5 十一、对于计算结果集中统一管理...............................................................................5 十二、其他改进 ..............................................................................................................5 第二章 菜单总说明和软件启动 .............................................................................................. 6 一、基础设计软件菜单 ..................................................................................................6 二、操作界面说明 ..........................................................................................................6 三、软件启动 ..................................................................................................................9 四、文件管理 ................................................................................................................10 第三章 地质资料 ...................................................................................................................11 第一节 地质资料综述 ......................................................................................................... 11 第二节 地质资料主界面 ..................................................................................................... 12 第三节 地质资料操作菜单说明 ......................................................................................... 13 一、新建地质资料 ........................................................................................................14 二、打开地质资料 ........................................................................................................14 三、土参数 ....................................................................................................................14 四、标准孔点 ................................................................................................................15 五、输入孔点 ................................................................................................................16 六、复制孔点 ................................................................................................................16 七、删除孔点 ................................................................................................................17 八、孔点编辑 ................................................................................................................17 九、平移对位 ................................................................................................................17 第四章 参数设置 ...................................................................................................................18 一、总参数 ....................................................................................................................18
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二、地基承载力计算参数 ............................................................................................19 三、独基自动布置参数 ................................................................................................23 四、条基自动布置参数 ................................................................................................23 五、承台自动布置参数 ................................................................................................23 六、沉降计算参数 ........................................................................................................23 七、筏板(复杂承台)计算参数.................................................................................23 八、材料表 ....................................................................................................................23 第五章 荷载 ...........................................................................................................................24 第一节 荷载组合 ................................................................................................................. 24 第二节 附加荷载 ................................................................................................................. 27 第三节 各类荷载工况说明 ................................................................................................. 28 第六章 基础模型输入 ............................................................................................................32 第一节 基础建模布置要点 ................................................................................................. 32 一、继承上部楼层的轴线网格和柱墙构件 .................................................................32 二、多个楼层接基础布置 ............................................................................................32 三、已经布置的基础构件可随着上部楼层的改动而联动 .........................................32 四、基础布置的底标高参数 ........................................................................................33 五、基础布置的偏心转角参数.....................................................................................33 六、布置的平面视图和空间轴测视图 .........................................................................34 七、基础布置的一般步骤和要素.................................................................................34 第二节 独立基础 ................................................................................................................. 35 一、人工布置 ................................................................................................................36 二、独基自动布置参数 ................................................................................................38 三、单柱自动布置 ........................................................................................................39 四、多柱基础 ................................................................................................................39 五、墙下独基 ................................................................................................................40 六、属性修改 ................................................................................................................40 七、计算书 ....................................................................................................................40 第三节 地基梁 ..................................................................................................................... 42 一、布置 ........................................................................................................................43 二、地基梁延伸 ............................................................................................................44 三、延伸删除 ................................................................................................................45 第四节 筏板 ......................................................................................................................... 45 一、筏板(防水板)布置 ............................................................................................46 二、加厚区 ....................................................................................................................47 三、洞口 ........................................................................................................................47 四、后浇带 ....................................................................................................................47 五、多边形编辑 ............................................................................................................47

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六、属性修改 ................................................................................................................49 第五节 承台桩 ..................................................................................................................... 49 一、选当前桩 ................................................................................................................50 二、人工布置 ................................................................................................................51 三、承台自动布置参数 ................................................................................................53 四、单柱自动布置 ........................................................................................................54 五、任意多边形布置 .................................................................................................... 54 六、多柱墙自动布置 .................................................................................................... 55 七、围桩承台 ................................................................................................................55 八、属性修改 ................................................................................................................56 九、对齐桩线 ................................................................................................................56 十、计算书 ....................................................................................................................56 第六节 桩 ............................................................................................................................. 58 一、桩长计算 ................................................................................................................59 二、桩长修改 ................................................................................................................59 三、桩数量图 ................................................................................................................59 四、定义布置 ................................................................................................................59 五、群桩布置 ................................................................................................................61 六、梁墙下布桩 ............................................................................................................62 七、承载力布桩 ............................................................................................................62 八、变刚度布桩 ............................................................................................................63 九、桩复制 ....................................................................................................................64 第七节 条形基础 ................................................................................................................. 64 一、人工布置 ................................................................................................................64 二、条基自动布置参数 ................................................................................................66 三、单墙自动布置 ........................................................................................................67 四、双墙自动布置 ........................................................................................................67 五、计算书 ....................................................................................................................68 第八节 其它计算 ................................................................................................................. 69 一、柱局部压力计算 .................................................................................................... 70 二、桩局部压力计算 .................................................................................................... 70 三、筏板重心 ................................................................................................................71 四、桩重心 ....................................................................................................................72 五、沉降估算 ................................................................................................................72 第九节 柱墩 ......................................................................................................................... 73 第十节 拉梁 ......................................................................................................................... 74 一、拉梁布置 ................................................................................................................74 二、拉梁计算 ................................................................................................................75 第十一节 编辑 ..................................................................................................................... 75 一、删除 ........................................................................................................................75
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二、鼠标定位 ................................................................................................................76 三、统一基础底标高 .................................................................................................... 76 四、计算书样式 ............................................................................................................76 第七章 基础计算结果 ............................................................................................................77 一、计算参数 ................................................................................................................78 二、计算简图 ................................................................................................................80 三、网格划分 ................................................................................................................80 四、基床系数 ................................................................................................................81 五、桩刚度 ....................................................................................................................82 六、上部荷载 ................................................................................................................83 七、附加荷载 ................................................................................................................84 八、覆土重 ....................................................................................................................84 九、基础自重 ................................................................................................................84 十、计算分析 ................................................................................................................84 十一、基底压力 ............................................................................................................84 十二、桩反力 ................................................................................................................85 十三、地基承载力验算 ................................................................................................86 十四、内力 ....................................................................................................................87 十五、沉降 ....................................................................................................................89 十六、基底附加压力 .................................................................................................... 90 十七、桩顶附加荷载 .................................................................................................... 91 十八、冲剪计算 ............................................................................................................91 十九、重心校核 ............................................................................................................96 二十、基础配筋 ............................................................................................................97 二十一、文本结果 ........................................................................................................97 二十二、防水板设计 .................................................................................................... 98 二十三、等值线图 ......................................................................................................100 二十四、绘图选项 ......................................................................................................100 第八章 技术条件 .................................................................................................................102 第一节 独基计算技术条件 ............................................................................................... 102 一、地基承载力计算 ..................................................................................................102 二、冲切计算 ..............................................................................................................103 三、剪切计算 ..............................................................................................................105 四、配筋计算 ..............................................................................................................105 五、局部承压计算 ......................................................................................................106 第二节 承台桩基础计算技术条件.................................................................................... 107 一、桩计算 ..................................................................................................................107 二、承台计算 ..............................................................................................................109

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第三节 筏板冲剪计算技术条件 ....................................................................................... 115 一、柱、同节点多墙冲切 ..........................................................................................115 二、桩冲切 ..................................................................................................................115 三、单片墙冲切 ..........................................................................................................116 四、内筒冲切和复杂墙体 ..........................................................................................117 第四节 独基承台+防水板计算技术条件.......................................................................... 119 一、概述 ......................................................................................................................119 二、计算模型 ..............................................................................................................119 第五节 整体式基础的有限元计算.................................................................................... 122 一、概述 ......................................................................................................................122 二、荷载 ......................................................................................................................123 三、网格划分 ..............................................................................................................125 四、板单元 ..................................................................................................................126 五、Winkler 梁单元 ..................................................................................................... 131 六、地基模型 ..............................................................................................................132 七、上部刚度 ..............................................................................................................134 八、应力钝化 ..............................................................................................................137 九、筏板配筋设计 ......................................................................................................137 第六节 沉降计算 ............................................................................................................... 141 一、概述 ......................................................................................................................141 二、基本流程 ..............................................................................................................141 三、基底附加压力、桩顶附加荷载...........................................................................142 四、附加应力 ..............................................................................................................144 五、沉降计算方法 ......................................................................................................149 六、回弹再压缩 ..........................................................................................................155 七、地质资料 ..............................................................................................................157

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第一章

基础设计软件 YJK-F 特点

第一章 基础设计软件 YJK-F 特点
基础设计软件 YJK-F 用于工程实践中各种类型的基础设计,包括柱下独立基础、墙下条 形基础、弹性地基梁基础、桩基承台基础、筏板基础、桩筏基础等基础设计,还可进行由上 述多类基础组合的大型混合基础设计。 接力上部结构模型,基础的建模可接力上部结构与基础连接的楼层进行,这样即使对于 不同底标高的多层基础,操作模式也与单层基础一致,操作过程简洁方便。同时程序自动读 取上部结构计算生成的荷载,用于基础设计。 基础布置采用二维和三维结合方式进行, 方便直观顺畅。 程序提供 UNDO、 REDO 功能, 编辑修改功能,适用于基础方案的反复调整。程序对于多边形、不等厚筏板、任意形状桩承 台布置和修改尤其方便。 程序自动按照荷载规范和地基基础规范的有关规定,在计算基础的不同内容时采用不同 的荷载组合类型。 基础设计时可考虑上部结构刚度的计算,从而控制整体性基础的沉降差和整体弯曲。 对于柱下独立基础、桩承台基础和条形基础,软件可实现自动生成基础的全面设计,但 是对于筏板、桩筏、地基梁、各类多柱复杂承台和基础拉梁采用通用有限元方法计算,程序 自动进行单元划分,计算容量大、速度快,稳定性强。无论是哪一种基础形式,程序都提供 承载力计算、配筋计算、沉降计算、冲切抗剪计算、局部承压计算等全面的计算,程序还针 对防水板特点完成防水板的设计计算。 YJK-F 提供统一集成的设计结果输出,无论采用单一的基础类型或是同时采用多种基础 类型, 程序都会提供统一的设计结果输出方式, 有图形和文本两大方式, 内容包括荷载布置、 基底反力、覆土重、基础自重,包括基础沉降、弯矩、剪力、配筋结果,还包括抗剪、冲切、 局部承压等计算结果。文本结果图文并茂、内容详实。 YJK-F 还可以完成各种类型基础的施工图设计,包括平面图、详图及剖面图。 程序提供基础计算工具箱,可进行地基验算、基础构件计算、人防荷载计算、人防构件 计算、挡土墙计算等。 相比其它同类的基础设计软件,本软件的主要特点是:

一、建模、 建模、计算、 计算、结果输出三条主线
建模、计算、结果输出三条主线十分清晰,不论单一的基础形式,或是多种基础的混合 布置,都是统一的这三条主线。改变其它基础设计软件的不同基础形式采用不同菜单,用户 难于掌握的状况。

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第一章

基础设计软件 YJK-F

二、Revit 界面风格
与上部结构建模、上部结构计算集成在同一个界面下。基础布置时既可在平面视图下布 置,又可在三维的实体模型下布置,三维下的布置更加逼真直观,突出了三维空间的主流建 模方式。

图 1.1

Revit 界面风格

YJK-F 和上部结构建模采用统一的操作模式,双击基础构件的属性查询修改方式,布置 过程中提供完备的 Undo、Redo 机制等。对基础模型布尔裁剪,显示效果好。 程序提供模型数据检查功能,提示用户修改不合理的基础布置。如基础底标高设置不对 造成地梁和筏板脱离状态,独基、承台和筏板之间的脱离状态,或桩和其它基础的脱离状态 等。

三、继承上部楼层的节点 继承上部楼层的节点网格和柱墙构件 节点网格和柱墙构件
本软件对于错层基础网格标高不同,如图:

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第一章

基础设计软件 YJK-F 特点

图 1.2

错层基础网格

基础布置在和上部结构相连层的节点网格和柱、墙构件下进行,已经布置的基础构件可 随着上部楼层的改动而联动,如柱下独基、桩承台会随着上部楼层柱的位置改变而改变,地 梁长度随着两节点间距离的改变而改变。 遇有多个楼层下布置基础的情况时,上部结构相连层的轴线网格和柱、墙构件会显示布 置在不同的楼层标高上,不同层下的基础布置也显示在不同的楼层标高下。 与其它软件的不同,本软件为保证程序的稳定性和方便性,弱化了节点网格的操作,基 础建模中不再提供节点网格的编辑功能,但操作的方便性却极大提高,如: 1、弹性地基梁挑出部位:其它软件必须通过增加网格的反复操作完成,非常不稳定不方 便,本软件通过选择地基梁和筏板外边界方式自动计算完成,并且将数据记录在弹性地基梁 中,如下图:

图 1.3

弹性地基梁挑出部分的形成

2、筏板边线:外轮廓形状任意设计,不再依赖上部结构的平面网格。
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第一章

基础设计软件 YJK-F

3、有限元划分:参考布置了上部构件墙、柱的节点网格,与没有布置了上部构件墙、柱 的节点网格无关。

四、筏板布置适应自身的多边形形状
筏板布置不再依赖上部结构的平面网格确定外轮廓形状,提供任意多边形输入和编辑修 改手段,适应各种多边形筏板和复杂承台。 筏板布置、 筏板局部加厚、 筏板开洞等可通过面片合并、 裁剪方式实现任意多边形编辑。 对于多柱基础或剪力墙下基础的联合承台可以采用用户定义的任意多边形形状。

五、接力上部荷载
上部荷载自动读取 PM 恒活或 YJK 计算结果, 没有了其它基础设计软件那么多上部计算 软件的选项。对于剪力墙下的基础,程序读取的是上部结构计算模型的墙柱底部的荷载,这 样保证了基础使用的荷载和上部结构计算荷载保持一致,同时程序对于读入基础荷载的显示 方式也同上部计算的柱、剪力墙下的内力计算结果一致,便于用户核对。 程序可导入的上部荷载有恒载、活载、风载、地震荷载、吊车荷载、人防荷载,同时还 可对这些荷载分荷载工况显示。 程序同时提供单独作用于基础的附加荷载输入,附加荷载可以布置在柱或墙上。对于有 些上部结构分析软件中没有考虑而基础软件中需要考虑的荷载,用户可以通过附加荷载的方 式在基础人机交互输入程序中补充添加,如首层填充墙的重量、拉粱重量、首层设备重等。 可以添加的附加荷载包括节点荷载、线荷载两种形式。附加荷载以恒载标准值和活载标准值 的方式布置到节点或网格上。附加荷载既可以和原节点或网格上的上部结构传来的荷载的荷 载标准值叠加,也可以单独作为一种荷载工况进行组合并参与基础的设计计算。

六、突出核心计算主线
YJK-F 计算采用统一的通用有限元计算程序,计算核心是与上部结构计算采用同样的通 用有限元计算,自动处理筏板单元、弹性地基梁单元、桩刚度的各种类型基础的计算问题。 程序对除了简单的单柱独立基础和桩承台、砖混条基外都采用通用有限元程序计算,如对多 柱基础、多柱承台、墙下承台等复合基础也采用通用有限元计算。 程序采用全新的自动单元划分方法,计算稳定、速度快,容量不再受限,与 Midas 等随 时核对。其结果通过等值线表示,直观可信。

七、基础拉梁的设计计算
程序补充了一般基础软件缺乏的拉梁设计计算。按照规范要求考虑拉梁的拉力,并按照 用户输入的拉梁应分担柱下弯矩的比例来计算。

八、完善的冲切、 完善的冲切、抗剪计算
桩的冲切计算采用经基础计算得出的实际受力值,而不是它的承载力设计值,避免由于 冲切计算不够导致的筏板或承台加厚。并且,桩的冲切计算时自动查找该桩冲切角内是否存
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第一章

基础设计软件 YJK-F 特点

在柱或墙,如果存在则根据桩反力和柱墙底部荷载的差值计算冲切,也是避免由于冲切计算 不够导致的筏板、承台加厚。 扩充完善墙下冲切计算适应各种剪力墙的冲切计算。

九、自动考虑防水板特征的计算
如果输入的筏板是防水板,可在筏板定义时定义该筏板的防水板属性。 程序自动对防水板进行两步设计计算。第一步计算不考虑防水板,计算其它基础;第二 步将其它基础设为没有竖向位移的支座,单独计算防水板,此时假定防水板支撑在其它基础 上,对防水板划分单元并计算,并考虑防水板的计算结果对基础的弯矩和剪力影响。 对于两步计算的结果统一输出。这样的处理大大减少了用户的操作。

十、统一的基础沉降计算
采用一个统一的菜单计算沉降,对所有类型的基础可以同时计算沉降,并考虑互相之间 的影响。对于基础类型中包含整体式基础,如桩筏、筏板、地基梁或复杂承台类型基础,则 程序根据有限元计算得出的桩反力或基底反力进行,第一次计算的沉降算出的桩、土刚度将 回代到有限元计算,最终沉降通过二次计算得出。对于分离式基础,如独基、单柱承台、条 基由规范相关公式直接计算得出。

十一、 十一、对于计算结果集中统一管理
对于计算结果集中统一管理,改变原来不同类型基础的计算结果要在不同菜单查找,且 表示方式多样化、不统一的状况。输出内容主要有: 显示上部荷载、附加荷载、覆土重和基础自重; 基底反力、桩反力、基底附加压力和桩顶附加荷载; 基础刚度系数、桩刚度和地基承载力验算; 弯矩、剪力、配筋图; 文本显示荷载总量(如各类荷载竖向力、水平力总值)、单基础布置与计算信息汇总; 基础沉降、等值线、沉降差、三维动态沉降模拟; 三维地质资料分层显示。 对于很多输出结果,程序提供了多种荷载工况的显示结果,如对于基底反力,既有各个 位置最大结果的输出, 又可以根据用户的选择输出单工况荷载或某种组合的荷载工况的结果。

十二、 十二、其他改进
增加墙下布置独立基础的功能。 归并了参数设置菜单,对于基础参数和荷载参数统一管理,统一了室外自然地坪标高和 各类基础底标高等设置方式。 完善并扩充柱下独立基础、桩承台基础、墙下条形基础的计算书。 对计算书采用图文并茂的 RTF 文档的输出格式。 改进了筏板的配筋后处理,使计算结果更加实用。
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第二章

菜单总说明和软件启动

第二章 第二章 菜单总 菜单总说明和软件启动 说明和软件启动
一、基础设计软件菜单 基础设计软件菜单
基础设计软件的菜单分为两部分:基础建模和基础计算结果。打开基础设计软件的方式 就是点取屏幕上方蓝色菜单“基础设计” 。随后“基础设计”变为两项副标题: “基础建模” 和“基础计算结果” ,被点开的副标题呈现黑色,可以分别启动基础建模和基础计算结果相关 的菜单项。 菜单“基础建模”完成地质资料、各种类型基础的输入和荷载的输入。 基础建模部分的菜单栏主项包括以下内容:

图 2.1

基础建模部分菜单

菜单“基础计算结果”完成基础的主要计算和设计计算结果的显示输出。 基础计算结果菜单栏主项包括以下内容:

图 2.2

基础计算结果菜单

二、操作界面说明
操作界面分为四个部分:菜单栏、视图窗口、命令窗口、常用工具窗口。

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第二章

菜单总说明和软件启动

图 2.3

视图窗口

图 2.4

命令窗口

图 2.5

常用工具窗口

常用工具的具体使用说明如下 常用工具的具体使用说明如下: 说明如下: (1)最上部排列的是最通用的菜单,主要用来新建工程 主要用来新建工程、打开已有工程、保存、打印及 Undo、Redo 等对工程的操作,分别说明如下 分别说明如下:

新建: 新建:新建一个结构模型文件; 打开: 打开:打开已有项目的结构模型文件( (工程名_F.yjc) ; 保存: ; 保存:将当前结构模型文件进行保存; 另存为: 将当前结构模型文件另存为其它名称的项目文件; 另存为:将当前结构模型文件另存为其它名称的项目文件 Undo: 撤销上一次操作。 这种回退限于二级菜单项内的操作 这种回退限于二级菜单项内的操作, 如在轴线输入、 构件布置、
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第二章

菜单总说明和软件启动

荷载布置菜单之内的操作,如果切换了菜单, ,或者有了存盘的操作等,之前的操作不再能够 撤销; Redo:恢复上一次操作,条件同 Undo; 打印:打印当前图形; 但并不退出程序,而是进入到启动界面。该菜单用来使 关闭当前工程: 关闭当前工程:关闭当前工程,但并不退出程序 用启动界面上各菜单项的功能; 帮助: 帮助:打开帮助文档。 (2)右下部通用透明菜单 1、裁剪和裁剪恢复 可从整体模型中挑选出某一部分显示或操作,被裁减部分将被加亮, 左侧是裁剪菜单,可从整体模型中挑选出某一部分显示或操作 可连续裁剪,裁剪结束点右键,此后只显示加亮的裁剪部分的局部模型 此后只显示加亮的裁剪部分的局部模型。用户可在此局部模 型上观察、作布置和编辑等各种操作。 在三维整体模型上裁剪出某一局部进行显示和操作 在三维整体模型上裁剪出某一局部进行显示和操作,可以大大方便对复杂空间模型的建 模输入。 右侧是裁剪恢复菜单,可以马上恢复到裁剪 可以马上恢复到裁剪之前的整体模型。因此,裁剪和裁剪恢复是 两个互相配合使用的菜单。 2、视图状态切换类 各种视图状态,分别为平面视图、左侧视图 左侧视图、正面视图、空间轴侧视图等显示状态。如 下图:

对空间显示的模型选择观察视角最常见的操作方式是 对空间显示的模型选择观察视角最常见的操作方式是:同时按住【Ctrl】+鼠标中键,再 移动鼠标即可在屏幕上变换空间轴侧视图的不同视角 移动鼠标即可在屏幕上变换空间轴侧视图的不同视角,可把视图从平面视图(或立面视图) 切换到空间轴侧视图。 3、缩放显示类 分别为图形的充满全屏显示,窗口放大显示 窗口放大显示,回到前一个视图的操作按钮。

对图形缩放最常见的操作方式是: 鼠标中滚轮往上滚动 鼠标中滚轮往上滚动: 往上滚动:连续放大图形; 鼠标中滚轮往下滚动 鼠标中滚轮往下滚动: 往下滚动:连续缩小图形; 鼠标中滚轮按住滚轮平移 鼠标中滚轮按住滚轮平移:拖动平移显示的图形 按住滚轮平移 拖动平移显示的图形。 4、实体、线框显示切换

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第二章

菜单总说明和软件启动

在图形的线框显示方式和实体显示方式之间切换。在建模时,程序对平面显示状态自动 采用线框方式显示,为的是在线框方式下,便于鼠标捕捉轴线、节点的操作,在线框方式下 网格轴线、构件之间不会形成遮挡。程序在空间轴测状态下,自动按照实体模型方式显示, 因为空间状态下,在线框模型下很难辨别构件之间的关系。 对于程序隐含设置的显示状态,用户可用本菜单临时变换显示方式。 本菜单按照用户的使用频率布置,带有下箭头的菜单包括很多子项的操作功能,如下:

图 2.6

下拉菜单

三、软件启动
1、基础软件需在上部结构建模完成后启动 基础软件执行的必要条件就是完成上部结构的建模,或者至少完成上部结构中和基础相 连楼层的建模。 这是因为基础布置依据的网格轴线节点和柱、 墙构件需要从上部结构中读入, 基础设计软件本身不提供轴线网格节点的输入功能,也不提供基础依托的柱、墙构件布置的 功能。 新建一个基础项目时,屏幕上首先出现上部结构底层的轴线网格节点,还有柱和剪力墙 (或砌体墙)的平面布置图。 程序将上部结构最底层作为和基础相连的楼层,且只有 1 个楼层和基础相连。如果有上 部多个楼层需要和基础设计相接,则需要用户在基础设计参数中修改参数“和基础相接的楼 层数” ,将其改为需要连接的楼层数(大于 1) ,此后程序自动读取上部多个楼层的平面布置 数据。 需要多个楼层接基础时,程序优先选取最下层的平面和其连接,比如先选取第 1 层的布 置,在第一层的外围轮廓以外再选择第二层的平面布置和基础相接。这样,第二层平面的和 第一层重叠的部分是不可能和基础相接的。 2、读取上部结构传来的荷载 基础读取的上部结构荷载可以来自于两处: 1)平面恒活荷载 这是上部结构建模退出时的竖向导荷计算形成的荷载, 它只包括恒荷载和活荷载两部分。 竖向导荷菜单生成的荷载主要用于基础设计和砌体结构设计。
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第二章

菜单总说明和软件启动

这项荷载生成的条件是上部结构需要完整建模,只局部几个楼层的建模得不到正确的平 面恒活荷载。另外必须在上部结构建模退出时执行了“竖向导荷”选项。 2)结构计算结果荷载 通过上部结构计算程序 YJK-A 的计算生成的荷载,包括恒载、活载、风荷载、地震作用 荷载,以及人防荷载、吊车荷载等。 这项荷载生成的条件是完成了上部结构计算。 3、基础设计和上部结构建模 基础设计和上部结构建模、 上部结构建模、上部结构计算模块的协同工作 执行基础设计软件时,常需要调整上部结构布置,或者重新进行上部结构计算,当从其 它模块菜单重新回到基础设计模块时,需要执行菜单“重新读取” 。 【重新读取】 】的使用条件; (1)没有基础数据; (2)上部结构的模型进行了修改; (3) 上部结构进行了重新计算。 使用结果: (1)自动读入上部结构的网格和节点、基础连接构件(柱或墙) 、YJK_A 的 计算荷载与竖向导荷的荷载; (2)保留当前基础中已经布置,且有上部结构的网格和节点对 应的基础构件; (3)保留当前基础中的各种参数。 对于不等标高的多层基础,需在【 【参数设置】 】中【 【总参数】 】的“多层基础的楼层总数” 中输入,通常为 1 层。 其它各菜单功能在以下各章分别介绍。

四、文件管理
“工程路径\\工程名_f.yjc” “工程路径\\jccad” “工程路径\\jccad_0.mdb” “工程路径\\jccad_1.mdb” “工程路径\\jccad_2.mdb” 记录建模数据 记录基本参数 记录上部结构数据 记录有限元网格划分结果 记录防水板数据

“工程路径\\中间文件\\jccad.result” 保存计算中间结果(二进制) “工程路径\\设计结果\\jc*.out” “工程路径\\设计结果\\jc*.dwy” 保存设计结果(文本文件) 保存设计结果(图文件)

如果用户需要发送工程文件的邮件, 只需要邮寄 “工程名_f.yjc” 、 “jccad” 和 “jccad_0.mdb” 文件。

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第三章

地质资料

第三章 第三章 地质资料
第一节 地质资料综述
1、地质资料概述 地质资料概述 地质资料是建筑物周围场地地基状况的描述,是基础设计的重要信息。进行沉降计算必 须有地质资料数据,在进行桩基础设计时也需要地质资料数据。 YJK-F 提供了友好的图形交互界面,方便用户修改和生成新的地质资料数据文件。用户 也可以通过记事本软件打开地质资料文件进行编辑,但是采用这种方式编辑地质资料文件, 用户必须掌握每个数据的含意,既不方便,也很难发现错误,所以本章只对 YJK-F 地质资料 图形交互的操作进行详细说明。 2、地质资料输入步骤 地质资料输入的步骤一般应为: (1) 打开或者是新建一个地质资料工程文件(文件扩展名为 dz)。 (2) 输入标准孔点,标准孔点本身不是一个真正的孔点,而是用于生成各实际勘探孔点 的模板。 (3) 点击“输入孔点”菜单,在屏幕的相应位置布置孔点。布置的孔点与标准孔点土层 信息完全相同。 (4) 点击“孔点编辑”菜单,编辑勘探孔点与实际不符的相关参数。 (5) 重复步骤(2) (3) (4)步骤完成地质资料输入的全部工作。 3、重要说明 重要说明 (1)程序要求各孔点的土层数相同,且从上到下的土层分布一致 程序要求各孔点的土层分布必须一致,所以用户添加和删除孔点都必须在“标准孔点” 中进行。如果一些勘探孔点没有某一土层,只需在“孔点编辑”中将这些孔点的该土层厚度 设为 0,如果某勘探孔点有“标准孔点”中没有的土层,则必须在标准孔点中插入该土层。 注意:如果在“标准孔点”中删除土层,则所有孔点的该土层将删除;如果是增加土层,则所 有孔点均会在相应的位置增加该土层,但是已经布置孔点的该土层,厚度将会自动设为 0,而 新布置的孔点将按照“标准孔点”的土层厚度布置。 (2)孔点坐标输入以米为单位 YJK-F 地质资料,所涉及的孔点坐标均以米为单位。包括“输入孔点”、 “复制孔点” 命 令行提示中,输入孔点坐标,以及“编辑孔点”对话框中的孔点坐标,均以“米”为单位。 (3)孔点编辑对话框中修改的数据只对当前孔点有效,不修改标准孔点的参数。而修改 标准孔点的数据,只对新布置的孔点有效。
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第三章

地质资料

( 4) 如果程序已经打开一个 YJK 工程, 且在此基础上打开或者新建一个地质资料文件, 那么该地质资料文件将自动关联到该 YJK 工程,下次再打开该 YJK 工程时,点击“地质资 料”菜单,软件将会自动加载该地质资料文件,并且将把该工程的基础建模图形作为地质资料 的底图,以便用户参考基础底图布置孔点,这种情况下的孔点布置图,不进行三角形连线, 基础计算时,软件将会自动查找对应的地质资料文件。 如果用户在没有打开任何 YJK-F 工程的情况下,直接打开或者新建地质资料文件,软件 也能正常的进行地质资料文件操作,只是在进行孔点布置时,没有底图参考,这种情况下绘 制的孔点图,进行了三角形连线。在基础计算时,用户必须手动选择地质资料文件。 (5)软件生成的地质资料文件一共有两个,一个是在软件安装目录下,名称为 dzzl.dat 的文件,该文件只保存“土参数”信息,如果用户修改了“土参数”,则修改的信息将会保存 在该文件中, 如果用户从未修改过 “土参数” , 则不会生成该文件。 另一个是保存除 “土参数” 之外的所有地质资料信息,扩展名为 dz 的文件,而该文件的路径和名称由用户指定。dzzl.dat 保存的“土参数”信息将被本机上的所有地质资料文件共享。所以修改“土参数” ,将对所有 的地质资料文件均生效。而 dz 文件保存的地质资料信息,只跟本工程相关,所以复制或者移 动地质资料文件时,只需操作该文件即可。 (6)软件没有提供专门的地质资料文件保存菜单,因为,软件在操作过程中都会自动保 存已经修改的数据。 “土参数” 、 “标准孔点”、 “编辑孔点”,均会在相应对话框中点击“确定 “按钮时保存修改的数据,而“增加孔点” 、 “复制孔点” 、 “删除孔点” ,均会在该菜单执行完 毕时保存数据。 (7)进入地质资料模块之后,YJK-F 将以二维模式显示图形,所以包括底图在内的任何 图形均不能以三维模式显示。

第二节 地质资料主界面
【地质资料】功能菜单位于基础建模中,如图所示:

图 3.1

地质资料菜单示意

单击【地质资料】功能菜单,将出现地质资料的系列子菜单。停靠于主界面左侧,如果用 户已经打开一个 YJK 工程,而且该工程已关联地质资料文件,则软件自动加载该地质资料文 件,否则,将直接弹出打开地质资料文件对话框。如图所示:

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地质资料

图 3.2

地质资料的操作菜单和孔点图

上图屏幕左边停靠的菜单为地质资料操作菜单 上图屏幕左边停靠的菜单为地质资料操作菜单,包括新建地质资料,打开地质资料,土 参数,标准孔点,输入孔点,复制孔点等菜单项 复制孔点等菜单项,而主屏幕显示地质资料孔点图,图中小圆 圈表示一个孔点。孔点图还包括孔点编号、 、孔点坐标、孔点三角形连线等。 一旦用户点击 “地质资料” 菜单, 进入地质资料模块 进入地质资料模块, 那么 YJK-F 就进入二维显示模式, 当关闭地质资料模块,或者是点击任何其它主菜单 或者是点击任何其它主菜单,YJK-F 将退出地质资料模块,并恢复三 维模式。

第三节 地质资料操作菜单说明
地质资料的操作菜单,如下图

图 3.3

地质资料操作菜单

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地质资料

一、新建地质资料
【新建地质资料】用于新建地质资料文件。 鼠标在此处延迟,将显示当前使用地质资料的路径。 点击 【新建地质资料】菜单后, 屏幕弹出新建文件对话框 (图 3.4) 。 用户在此对话框中, 指定文件的路径和文件名称。输入文件名称时,可以带扩展名 dz,也可以不带,如果用户没 有输入扩展名, 软件将自动添加扩展名 dz。 如果用户在此选择一个已经存在的地质资料文件, 软件将自动打开该文件。

二、打开地质资料
【打开地质资料】用于打开已经存在的地质资料文件。 点击【打开地质资料】菜单后,屏幕弹出的对话框与【新建地质资料】菜单弹出对话框 相同(图 3.4) 。用户在此对话框中选择已经存在的地质资料文件,注意,如果选择的文件不 存在,软件将自动按照新建地质资料文件处理。

图 3.4

打开文件对话框

三、土参数
【土参数】用于设定各类土的物理力学指标。 点击【土参数】菜单后,屏幕弹出“默认土参数表”对话框(图 3.5)。表中列出了 19 类 常见的岩土类号、名称、压缩模量、重度、内摩擦角、粘聚力、状态参数。 用户应根据自己实际的土质情况对默认参数修改,特别是需要用到的那些土层的参数。 程序给出“默认土参数表”数据,是为了方便用户在此基础上修改。用户修改后,点击“确 定”按钮使修改数据生效。 如果用户修改了“默认土参数表”数据。修改信息并不存入地质资料文件(dz 文件)中,
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地质资料

程序将此数据保存到 YJK 安装目录下的 dzzl.dat 文件当中,以便多个地质资料文件共享。

图 3.5

土层参数表

1、当用户完成一个单元格的输入时,用户按键盘的 Tab 键,或者是回车键,输入焦点 将会自动转到下一个单元格,方便用户快速输入。该操作对地质资料的其它表格同样有效。 2、点击“确定”按钮将保存表格的修改,然后关闭对话框;如果点击“取消”按钮,将 直接关闭对话框,不做保存操作,点击对话框右上角的小叉,与“取消”按钮操作相同。地 质资料其它相关的对话框, “确定” , “取消” ,功能与此相同,不再介绍。 3、表格中的蓝色部分,代表固定行或者是列,用户不可以修改。 4、无桩基础只需压缩模量参数,不需要修改其它参数。 5、所有土层的压缩模量不得为零。

四、标准孔点
【标准孔点】用于生成标准土层参数表,作为生成各个孔点土层数据的模板。 每层土的参数包括层号、 土名称、 土层厚度、 极限侧摩擦力、 极限桩端阻力、 压缩模量、 重度、内摩擦角、粘聚力和状态参数等 10 个信息。 首先用户应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,把土层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 面起向下逐一输入土层,形成地基土分层表。这个孔点可以作为输入其它孔点的“标准孔点 土层” 。 点击【标准孔点】菜单后,屏幕弹出标准孔点的土层参数表(图 3.6) 。
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地质资料

图 3.6

标准孔点

“增行 增行”按钮,用于在表格最末增加一行。新增行的数据是复制最后一行的数据,用户 增行 根据实际情况修改。 “插行 插行”按钮,用于在表格当前选择行之前插入一行,新插入行的数据,是复制当前行 插行 数据,用户根据实际情况修改。 增行和插行产生的新行的文字,软件用蓝色表示,以方便用户识别。 “删行 删行”按钮,用于删除用户选中的当前行。用户选择的当前行,软件将其背景设为灰 删行 色,方便用户识别 土层参数表中参数都可修改,其中由“默认土参数表”确定的参数值也可修改,且其值修 改后不会改变“默认土参数表”中相应值,只对以前土层参数表起作用。

五、输入孔点 输入孔点
【输入孔点】用于增加新的孔点,并将孔点布置在相应的位置。 点击【输入孔点】菜单后,用户需要输入新增孔点的位置,用户可以在屏幕上鼠标左键 点取相应位置,也可以在命令行输入孔点坐标(单位 m)进行孔点布置。用户一次可以布置 任意多个孔点,点击鼠标右键,完成输入,如果鼠标左键点取过程中,输入键盘“Esc”键, 则将取消输入孔点操作。 如果用户一次布置多个孔点,而且采用在命令行输入坐标的方式,那么一定注意,第一 次输入的是相对于坐标原点的坐标,第二次输入的坐标为相对于第一次输入点的坐标,第三 次为相对于第二次输入点的坐标,以此类推。用户可以根据孔点图中显示的坐标来判断输入 的坐标是否正确。 一旦孔点生成, 其土层分层数据自动取 【标准孔点】 菜单中 “土层参数表” 的内容。

六、复制孔点 复制孔点
【复制孔点】用于土层参数相同的孔点布置。也可以将对应的土层厚度相近的孔点用该
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地质资料

菜单进行输入,然后再编辑孔点参数。 点击【复制孔点】 ,先选择需要复制的孔点(可以选择多个),鼠标右键结束选点,然后用 户选择复制孔点的实际插入位置完成命令。孔点生成之后,其土层与被复制孔点的土层参数 相同,而不是与标准孔点土层参数相同。

七、删除孔点 删除孔点
【删除孔点】用于删除多余的勘探孔点。 点击【删除孔点】 ,软件提示选择要删除的孔点,软件支持鼠标左键框选:用户按鼠标左 键不放,移动鼠标,框选需要删除的任意多个孔点,然后放开鼠标左键,软件即可删除选中 的孔点,完成删除孔点命令。

八、孔点编辑 孔点编辑
【孔点编辑】用于修改与实际参数不相符的孔点参数,包括孔点坐标,土层参数等。 点击【孔点编辑】菜单后,弹出“孔点土层参数表”对话框(图 3.7) 。对话框包括孔口 标高、探孔水头标高、孔口的 X、Y 坐标,以及土层相关的各土层物理指标参数。以上的这 些参数都可修改。如果用户想去掉某层多余的土层,直接将其厚度改为 0。 当前操作的孔点编号: 当前操作的孔点编号:列出了当前地质资料文件的所有孔点的编号,用户在下拉框中选 择要进行修改的孔点编号,然后进行修改其相关参数,修改的相关参数只对该编号的孔点有 效, 如果希望该修改对其他的的孔点也有效, 那么选择该参数对应的 “应用于所有点” 即可。

图 3.7

单点编辑

孔口标高: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 孔口标高 厚度;其它层土的底标高为相邻上层土的底标高减去该层土的厚度。

九、平移对位
【平移对位】用于整体平移地质资料孔点,使其与目标位置进行准确对位。 点击【平移对位】菜单,先选择需要平移的孔点(可以选择多个),鼠标右键结束选点,然 后根据命令行提示“拾取基点”点取基点位置(也可以在命令行输入坐标位置),将地质资料 孔点图移到目标位置完成操作。本操作完成后,所有的孔点坐标均按照实际情况重新计算。
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第四章

参数设置

第四章 参数设置 参数设置
YJK-F 参数设置用于设置各类基础的设计参数, 以适合当前工程的基础设计, 包括总参数、 地基础承载力计算参数、条基自动布置参数、独基自动布置参数、承台自动布置参数、承台规 范计算参数、沉降计算参数、筏板(复杂承台)有限元计算参数、材料表。

图 4.1

总参数

一、总参数
总参数适用于所有基础的缺省参数。 室外自然地坪标高(m):相对于结构±0; 覆土厚度(m) 覆土厚度(m): (m):此参数对于基础设计影响比较大,当计算覆土重时,软件自动按基础底 面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度γm×室内覆土厚度计算; 拉梁承担弯矩比例: 拉梁承担弯矩比例:指由拉梁来承受独立基础或桩承台柱底弯矩沿梁方向上的弯矩,以 减小独基底面积,影响独基和桩承台的计算,以平衡柱底弯矩。承受的大小比例由所填写的 数值决定, 如填 0.5 就是承受 50%, 填 1 就是承受 100%, 其初始值为 0, 即拉梁不承担弯矩; 结构重要性系数: 结构重要性系数:对所有部位的混凝土构件都有效,应按《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 第 3.3.2 条采用,但不应小于 0.9,其初始值为 1.0; 多层基础的楼层总数用于不等标高的多层基础设计; 多层基础的楼层总数 由于平面建模程序在进行楼层组装时自动将与“基础相连的最大底标高”参数以下的竖 向构件设为支座。当上部结构数据中不存在错层信息,只有一层结构数据(最底层)与基础 相连时,平面建模程序将首层柱所在节点,墙左右两端节点,斜撑下节点设为支座。当上部 结构数据有多层与基础相连(上部结构数据底层有错层,有多层构件同基础相连)时,平面 建模程序会将柱、墙、斜撑下端在“与基础相连的最大底标高”以下并且下端不于其他构件相 连的节点设为支座。
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第四章

参数设置

每次读入上部模型文件时,软件会将设定支为座的节点和其上的构件都会传到基础建模 程序中,而不读没有支座节点的墙柱构件,但具体读入的楼层数需要用户输入。

图 4.2

多层基础模型

基础抗震等级: 。基础梁、板 基础抗震等级:对有抗震设防要求的基础梁、板,在此处指定“抗震等级” 的配筋结果,满足给定等级的抗震构造要求。

二、地基承载力计算参数
适用范围:地基承载力特征值、基础宽度和埋深的地基承载力修正系数、基础埋置深度 将被赋值以后布置的所有基础,包括独基、条基、承台、筏板、地基梁等;如果需要修改这 些参数,可以通过鼠标双击布置的每个基础,在属性中可以进行单独修改。 程序提供了规范规定的两种确定地基承载力的方法: 国家标准 《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011 综合法(载荷试验或其它原位测试、经验值) 、国家标准《建筑地基基础设计 规范》GB50007-2011 抗剪强度指标法(第 5.2.5 条) 。还有三种地方规范确定地基承载力的方 法: 《 上 海 市 工 程 建 设 规 范 》 DGJ08-11-2010 静 桩 试 验 法 、 《上海市工程建设规范》 DGJ08-11-2010 抗剪强度指标法和《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》DBJ01-501-2009 综合法。 1、国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011——综合法或《北京地区建筑地 基基础勘察设计规范》DBJ01-501-2009——综合法如下:

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第四章

参数设置

图 4.3

地基承载力计算参数

计算公式:

f a = f ak + ηbγ (b ? 3) + ηd γ m (d ? 0.5)
式中:
f ak ——地基承载力特征值(kPa),由用户输入;

b——基础底面宽度(m),当基宽小于 3m 按 3m 取值大于 6m 按 6m 取值,由软件自动 按基础底面长、宽的较小值计算; γ——基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度(kN/m3),由用户输入; γm——基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度(kN/m3),由用户输入; d——基础埋置深度(m),一般自室外地面标高算起。在填方整平地区可自填土地面标 高算起,但填土在上部结构施工后完成时应从天然地面标高算起。对于地下室 如采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基 础或条形基础时,应从室内地面标高算起; ηb、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数。 基础埋置深度取值如下:

图 4.4 20

基础埋置深度 d 的计算

第四章

参数设置

表 4.1 ηb、ηd 的取值 土 的 类 别 ηb 0 0 0 0.15 0 0 0.3 0.5 0.3 2.0 3.0 ηd 1.0 1.0 1.2 1.4 1.5 2.0 1.5 2.0 1.6 3.0 4.4

淤泥和淤泥质土 人工填土 e 或 IL 大于等于 0.85 的粘性土 红粘土 大面积压实土 填土 汾土 含水比 aw>0.8 含水比 aw≤0.8 压实系数大于 0.95,粘粒含量 ρc≥10%的粉土 最大干密度大于 2.1t/m3 的级配砂石 粘粒含量 ρc≥10%的粉土 粘粒含量 ρc≤10%的粉土 e 及 IL 均小于 0.85 的粘性土 粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态) 中砂、粗砂、砾砂和碎石土

2、国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011——抗剪强度指标法或《上海市地 方标准》DGJ08-11-2010——抗剪强度指标法如下:

图 4.5

地基承载力计算参数

计算公式:

f a = M bγ b + M d γ m d + M c ck
式中:
c k ——基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值(kPa),由用户输入;

? K ——内摩擦角标准值,由软件自动按土的根据内摩擦角标准值,按《建筑地基 基础设计规范》GB50007-2011,表 5.2.5 确定承载力系数 M b 、 M d 和 M c 。
3、《上海市地方标准 DGJ08-11-2010》——静桩试验法

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第四章

参数设置

图 4.6

地基承载力计算参数

计算公式:

f a = f d γ RE
式中:
f d ——地基承载力设计值,由用户输入;

γ RE ——浅基础地基承载力抗震调整系数。
地震作用时承载力的调整: 《抗震规范》4.2.2 条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承载力抗震调整系数计算。 《抗震规范》4.2.3 条地基抗震承载力应按下式计算:

f aE = ζ a ? f a
式中:
f aE ——调整以后的地基抗震承载力;

ζa——地基土抗震承载力调整系数;应按表 4.2.3 采用;
f a ——深宽修正后的地基承载力特征值,应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》

GB50007 采用。
表 4.2.3 地基土抗震承载力调整系数 ζa 1.5 1.3 1.1 1.0

岩土名称和性状 岩石,密实的碎石土、密实的砾、粗、中砂,fak≤300 的黏性土和粉土 中密、稍密的碎石土,中密、稍密的砾、粗、中砂,密实、中密的细、粉砂, 150≤ak<300 的黏性土和粉土,坚硬黄土 稍密的细、粉砂,100≤ak<150 的黏性土和粉土,可塑黄土 淤泥,淤泥质土,松散的砂,杂填土。新近堆积黄土及流塑黄土

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第四章

参数设置

程序可自动得出抗震承载力调整系数ζa 参考抗震规范表 4.2.3 按以下原则取值: fak<100 kPa 时 100≤fak<150 kPa 时 150≤fak<300 kPa 时 fak≥300 kPa 时

ζ a= 1 ζa=1.1 ζa=1.3 ζa=1.5

三、独基自动布置参数
详细内容见独立基础章节。

四、条基自动布置参数
详细内容见条形基础章节。

五、承台自动布置参数
详细内容见承台桩基础章节。

六、沉降计算参数
详细内容见第七章计算参数。

七、筏板( 筏板(复杂承台) 复杂承台)计算参数
详细内容见第七章计算参数。

八、材料表
输入独基、条基、承台、桩、地基梁、筏板、拉梁的混凝土强度、钢筋级别、箍筋级别和 保护层厚度,在计算和施工图中使用此参数表数据。

图 4.7

材料表

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第五章

荷载

第五章 荷载
本软件按照如下方式处理荷载: 1、自动读取上部结构分析程序传下来的各单工况荷载标准值(包括恒、活、风、地震、 人防和吊车)和平面荷载(建模退出时竖向导荷生成的荷载) 。 2、 对于每一个上部结构分析程序传来的荷载, 程序自动读出的各种荷载工况下的内力标 准值。柱传递荷载记录 N、Mx、My、Qx、Qy;墙线传递荷载记录 N(轴力) 、Mx(平面内 弯矩) 、Qx、Qy,柱、墙荷载标注方式和上部结构计算中的柱底、墙底内力相同。 基础中用的荷载组合与上部结构计算所用的荷载组合是不完全相同的,读取内力标准值 后根据基础设计需要,程序将其代入不同荷载组合公式,形成各种不同工况下的荷载组合。 3、程序自动按照《荷载规范》和《地基基础规范》的有关规定,在计算基础的不同内容 时采用不同的荷载组合类型。 在计算地基承载力或桩基承载力时采用荷载的标准组合;在进行基础抗冲切、抗剪、抗 弯、局部承压、配筋计算时采用荷载的基本组合;在进行沉降计算时采用准永久组合。在进 行正常使用阶段的挠度、裂缝计算时取标准组合和准永久组合;拉梁计算采用地震组合。程 序在计算过程中会识别各组合的类型,自动判断是否适合当前的计算内容。 4、可输入用户自定义的附加荷载标准值,附加荷载标准值分为恒荷载与活荷载两种。 附加荷载可以单独进行荷载组合,并进行相应的计算;如果读取了上部结构分析程序传 来的荷载,程序可以将用户输入的附加荷载标准值与读取的荷载标准值进行同工况叠加,然 后再进行荷载组合。 5、按工程用途定义相关荷载参数,满足基础设计的需要。 工程情况不同,荷载组合公式中的分项系数或组合值等系数也会有差异。对于每一种荷 载组合类型,程序可自动取用相关规范规定的荷载分项系数、组合值系数等,这些系数可以 人工修改。

第一节 荷载组合 荷载组合
本菜单用于选择需要的荷载组合、输入荷载分项系数、组合系数等参数。如下图:

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第五章

荷载

图 5.1

荷载组合参数

对其中几个参数说明如下: 《建筑抗震规范》 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 第 建筑抗震规范》6.2.3 柱底弯矩放大系数: 柱底弯矩放大系数: 8.4.17 条规定“对有抗震设防要求的结构,当地下一层结构顶板作为上部结构嵌固端时,嵌 固端处的底层框架柱下端截面组合弯矩设计值应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB50011 的规定乘以与其抗震等级对应的增大系数。 当平板式筏基的顶板作为上部结构的嵌固端、计算柱下板带截面组合弯矩设计值时,底 层框架柱下端内力应考虑地震作用组合及相应的增大系数” 。 软件中提供了根据《建筑抗震规范》6.2.3 不同的框架等级,柱底弯矩需乘的不同增大系 数的列表,供用户选择。 活荷载折减系数: 活荷载折减系数:当“自动按楼层折减活荷载”选项打‘√’后,程序会根据与基础相 连接的每个柱、墙上面的楼层数进行活荷载折减。基础 YJK-F 读入的是上部未折减的荷载标 准值,所以上部结构分析程序中输入的活荷载按楼层折减系数对传给基础的荷载标准值没有 影响。不选则按照用户输入的活荷载系数折减。 荷载来源: 荷载来源:若要选用某上部结构设计程序生成的荷载工况,则选取列表框中相应荷载项 前显示□ √,表示荷载选中,变灰的荷载表示此工况没有进行计算。程序读取相应程序生成的 荷载工况的标准内力当做基础设计的荷载标准值, 并自动按照相关规范的要求进行荷载组合。 荷载来源包括如下内容: 1、平面荷载 平面荷载( 荷载(PM 恒活标准值) 恒活标准值) “平面荷载”是在“模型荷载输入”退出时执行的选项: “竖向导荷”后形成的,包括 PM 恒荷载标准值和 PM 活荷载标准值。它是各层平面荷载导算、再逐层下传的过程,简称 “平面荷载” ,有时以“PM 恒活”简称。

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第五章

荷载

程序生成“平面荷载”的过程是: (1)自动计算各楼层结构杆件的自重,作为恒荷载的一部分。 (2)各层的恒荷载和活荷载向作为支座的柱、墙和支撑传导计算。 程序首先将作用在每个房间楼板上的均布面荷载向房间周边的梁或墙杆件导算,包括恒 荷载和活荷载,生成了作用在梁或墙杆件上的荷载值。楼板自重可以由用户选择直接输入或 者由程序自动计算。再叠加上用户在建模中输入在梁、墙、节点上的荷载。然后对每一层分 别作交叉梁系计算,生成作为支座的柱、墙和支撑上的荷载。恒荷载和活荷载分别导算。计 算时,假定柱、墙和支撑没有竖向位移,都是固定的支座。 (3)将柱、墙或支撑上的荷载逐层向下传递,形成每层柱、墙和支撑的底部的荷载。这 种传递是沿着柱、墙或支撑杆件的直接传递,没有考虑竖向杆件本身的变形。逐层下传到底 层后,即生成作用在基础的荷载,分别为恒荷载和活荷载,即“平面荷载”。 “平面荷载”为恒荷载和活荷载的标准值。对于活荷载,程序可以考虑活荷载考虑楼层 数量的折减。是否考虑折减在程序中是一个选项,由用户选择。 “平面荷载”的主要特点: “平面荷载”的生成过程和结果,与传统的手工导算荷载相近。由于假设柱、墙或支撑 沿竖向没有位移,所以各柱、墙或支撑承担的荷载主要和它们支撑的荷载面积有关,而与它 们本身的刚度无关。如果认为建筑结构在恒荷载下的变形在逐层施工的过程中已经完成或大 部分完成, 并且通过施工抄平消除了竖向位移差, 那么这样的假定带来的误差是工程允许的。 相对于上部结构三维计算传来的荷载,由于计算与柱、墙或支撑的刚度有关,其计算结 果常造成墙类杆件下的荷载过大,而与墙相邻的柱下荷载过小的失真现象;而“平面荷载” 分布比较均衡。 在“平面荷载”中,柱、墙或支撑下的力只有作用在杆件形心的轴向力,没有弯矩和剪 力。 “平面荷载”用于整体型基础和条形基础的设计,一般可以得到比较理想的结果。 2、上部结构三维计算传来的荷载 基础程序可以读取上部结构分析程序计算结果中的柱、墙内力作为基础设计的外荷载。 上部结构分析程序传来的荷载工况包括恒载、活载、风载(双向)、地震作用(三向)、吊车 荷载、人防荷载。 在上部结构设计中有一部分荷载是没有输入的,如首层填充墙重量,底层设备重量等。 这些荷载需要在基础设计时以附加荷载的形式补充输入。当输入了附加荷载后,上部结构分 析程序传来的单工况内力中的恒载和活荷载要分别叠加输入的附加荷载中的恒载和活荷载后 在进行荷载组合。 上部结构分析程序传来的荷载标准值中,恒载和活荷载各一组,风荷载分为X向风荷载 和Y向风荷载,地震作用分X向地震作用、Y向地震作用和竖向地震作用。上部结构分析程 序中吊车荷载有很多组互斥的荷载工况,程序从这些荷载工况找到一些有代表性的荷载组合
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第五章

荷载

传给基础程序。这些吊车荷载工况我们称之为预组合内力 这些吊车荷载工况我们称之为预组合内力。基础程序读取其中的8组预组合 内力,即: 1)吊车 1:非地震作用 Nmax 及对应的+Mxmax 2)吊车 2:非地震作用 Nmax 及对应的-Mxmax 3)吊车 3:非地震作用 Nmax 及对应的+Mymax 4)吊车 4:非地震作用 Nmax 及对应的-Mymax 5)吊车震 1:地震作用 Nmax 及对应的+Mxmax 6)吊车震 2:地震作用 Nmax 及对应的-Mxmax 7)吊车震 3:地震作用 Nmax 及对应的+Mymax 8)吊车震 4:地震作用 Nmax 及对应的-Mymax

第二节

附加荷载

本菜单用于用户输入附加荷载,允许输入点荷载和均布线荷载 允许输入点荷载和均布线荷载。附加荷载包括恒载效应 标准值和活载效应标准值,附加荷载会与上部结构传下来的荷载工况进行同工况叠加 与上部结构传下来的荷载工况进行同工况叠加,然后 再进行荷载组合。 通过【点附加荷载】 、 【墙梁附加荷载】 、 【删除附加荷载】等菜单实现对于附加荷载的编 辑。点荷载中弯矩的方向遵循右手螺旋定则 方向遵循右手螺旋定则,轴力方向向下为正,剪力沿坐标轴方向为正。 一般来说,框架结构首层填充墙或设备重 墙或设备重,在上部结构建模时没有输入。当这些荷载是 作用在基础上时应按附加荷载输入。 1、点附加荷载

图 5.2

点附加荷载

点附加荷载布置在有柱或有墙构件的节 节点上,输入值允许向下轴力 N(kN)、力矩 Mx 和 My( kN ? m ) 、水平力 Qx 和 Qy( kN )。输入值后 输入值后,在平面布置图上按柱或节点显示。 2、墙梁附加荷载

图 5.3

墙梁附加荷载

墙梁附加荷载布置在上部结构墙、地基梁或 地基梁或拉梁上。输入值向下轴力 Q(kN/m)、平面内
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第五章

荷载

力矩 M。输入值后,在平面布置图上按墙、地基梁或拉梁显示。 3、删除附加荷载

图 5.4

删除附加荷载

首先选择需要删除的荷载类型: 点附加荷载或墙梁附加荷载; 然后选择构件或节点网格, 直接删除已经布置的荷载。

第三节 各类荷载工况说明
基础承受的各类荷载工况的荷载,除了在基础中输入的附加荷载外,都是由上部结构计 算结果传来的,是通过柱、墙杆件传来的,程序将与基础相连的柱、墙杆件计算结果得到的 荷载效应转换成作用于基础的外荷载。 1、恒荷载 恒荷载即荷载规范中的永久荷载,其主要包括结构自重、土压力、预应力等。在基础程 序中恒荷载主要由上部结构传来,另外首层填充墙的自重(包括面层做法) 、拉梁自重应该在 基础程序中补充;覆土重是在基础程序中根据需要补充定义的;在一些情况下稳定水头的水 浮力也可以当作恒荷载输入。 对于层数较高的建筑, “平面荷载”和“上部结构三维计算程序传来的荷载”中的恒载分 布有时有较大的不同。 “平面荷载”是在“模型荷载输入”退出时执行的选项: “竖向导荷”后形成的,它的生 成过程和结果,和传统的手工导算荷载相近。由于假设柱、墙或支撑沿竖向没有位移,所以 各柱、墙或支撑承担的荷载主要和它们支撑的荷载面积有关,而与它们本身的刚度无关。 “上部结构三维计算程序”传来的荷载向基础传导时考虑了各层柱、墙或支撑的刚度。 由于剪力墙和柱在单位面积下竖向荷载差异大,且层数越多累计竖向变形差越大。这就造成 竖向变形小的剪力墙吸收了较多的荷载,而与其相邻的柱由于单位面积竖向荷载大,竖向变 形大,其下荷载较小甚至出现负值。这种情况的计算结果常常与工程实际的受力状态有较大 差距。 “上部结构三维计算程序”在计算恒载时采用一次性加载、模拟施工 1、模拟施工 3 的 三种选项对于传到基础的荷载分布也有较大影响。 因此, “平面荷载”下的荷载分布比较均衡。在“平面荷载”中,柱、墙或支撑下的力只 有作用在杆件形心的轴向力,没有弯矩和剪力。 “平面荷载”用于整体型基础和条形基础的设 计,一般可以得到比较理想的结果。 2、活荷载 程序中的活荷载是指荷载规范中的可变荷载中的楼面活荷载、屋面活荷载、积灰荷载和 雪荷载等。其它可变荷载如人防荷载、吊车荷载、风荷载、温度荷载需要另外输入。
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荷载

在 《 荷 载 规 范 》 4.1.2 条 中 规 定 : 计 算 柱 、 墙 、 基 础 时 活 荷 载 应 做 相 应 的 折 减 。 软件提供两种活荷载折减方式:直接输入活荷载折减系数和自动按楼层数进行折减。 直接输入折减系数时要根据上部结构层数输入相应的折减系数。这种方法仅适用于同一 批计算的基础上楼层数相同或相近的情况。例如一个工程裙房是 3 层,主体是 20 层。它们之 下基础取用的活荷载折减系数应分别为 0.85 和 0.6,但是此时我们只能输入一个系数。 当选择“自动按楼层折减活荷载”后,程序会自动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。这时查询活荷载的标准值时会发现活荷载的数值已经发生变化, 比如在 3 层裙房下程序取活荷载折减系数 0.85,在 20 层主体结构下程序取活荷载折减系数 0.6。 3、风荷载 按照《抗震规范》5.4.1 条的规定:一般结构风荷载不参与地震荷载组合,仅风荷载起控 制作用的高层建筑风荷载才参与地震作用组合,其组合值系数为 0.2。并在条文说明中解释: 所谓风荷载起控制作用,指风荷载和地震作用产生的总剪力和倾覆力矩相当的情况。 风荷载地震作用组合值系数可以在荷载参数的对话框中填写,即“地震作用组合风荷载 组合系数” ,当风荷载不需要参与地震作用组合时可以将其填为 0。 如果该值不为 0,则程序会根据同方向原则将风荷载组合入地震作用,即 X 向风和 X 向 水平地震作用组合,Y 向风和 Y 向水平地震作用组合,且符号相同。 4、地震作用荷载 在《抗震规范》5.4.1 条给出地震作用效应和其它荷载效应的基本组合,见下式:

S = γ G SGE + γ Eh SEhk + γ Ev SEvk +ψ wγ w Sw
水平地震作用和竖向地震作用分项系数γEh 和γEv 取值为:当仅考虑其中之一时取 1.3, 当同时作用时竖向地震作用分项系数取 0.5。 而对于地震作用效应的标准组合公式规范中并没有规定。 程序参照荷载规范中标准组合公 式处理方法得到地震作用效应的标准组合公式,即:

S = SGE + SEhk +ψ Ev SEvk +ψ wγ w Sw
其中ψ Ev 为同时考虑水平地震作用和竖向地震作用时竖向地震作用的组合值系数,取 0.5/1.3=0.38。这与《抗震规范》条文说明 5.4.1 条中的 0.4 相当。 《抗震规范》5.3.1 条、5.3.2 条和 5.3.3 条规定以下工程考虑竖向地震作用: (1)9度时的高层建筑 (2)平板型网架屋盖和跨度大于 24m 屋架 (3)长悬臂和其它大跨度结构 在计算程序中竖向地震作用作为单工况单独计算。
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荷载

5、人防荷载 人防荷载的等效静荷载需要在“模型荷载输入”菜单的“人防荷载”子菜单中输入,输 入的是作用在有人防要求的楼面上的人防面荷载。在此项子菜单里,设计人员可以对不同房 间的人防荷载进行修改,也可以只在局部平面的房间布置人防。还可以考虑多层人防情况, 多层人防时,程序只选取对基础效应最大的那一层传来的人防荷载,不会将多层人防传来的 荷载累加。 人防荷载通过“上部结构计算”的计算结果传来,基础程序读到的是通过柱或墙传来的 人防荷载。

图 5.5

人防荷载导算示意图

如果用户要同时考虑作用于基础底板的人防荷载,可以在基础的人防荷载参数中输入人 防底板的面荷载。 6、吊车荷载 吊车荷载归于可变荷载,但又有其自身的规律。吊车荷载是移动的荷载,处于不同位置 是互斥的不同工况,这一点在处理整体基础时很重要。 上部结构计算传来的吊车荷载是吊车荷载的八种预组合力,即: 1)吊车 1:非地震作用 Nmax 及对应的+Mxmax 2)吊车 2:非地震作用 Nmax 及对应的-Mxmax 3)吊车 3:非地震作用 Nmax 及对应的+Mymax 4)吊车 4:非地震作用 Nmax 及对应的-Mymax 5)吊车震 1:地震作用 Nmax 及对应的+Mxmax 6)吊车震 2:地震作用 Nmax 及对应的-Mxmax 7)吊车震 3:地震作用 Nmax 及对应的+Mymax 8)吊车震 4:地震作用 Nmax 及对应的-Mymax 上部结构传来的吊车荷载已经根据吊车的台数计算出最大轮压、最小轮压、刹车力等, 多台已经乘过荷载折减系数。 软件中增加了吊车荷载的基本组合、 标准组合等若干种组合项, 在各种基础的设计中使用。
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第五章

荷载

7、水浮力荷载 《建筑地基基础设计规范》第 3.0.2 条第 6 款规定:当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地 下构筑物存在上浮问题时,尚应进行抗浮验算。 《高规》第 5.0.6 条第 1 款规定: “对地基基础、地下结构应考虑在最不利组合情况下, 地下水对结构的上浮作用” ; 关于水浮力的荷载组合系数,其组合系数可以取 1.4。 抗浮验算时不考虑活载,只考虑永久荷载,由于永久荷载对结构有利时的组合应取 1.0。 底板抗浮验算水浮力标准组合的组合系数为 1.0, 基本组合的组合系数可以根据设计工程需要 自己修改确定, 即: 标准组合=1.0 恒载-1.0 浮力, 基本组合=1.0 恒载-水浮力组合系数×浮力。

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第六章

基础模型输入

第六章 基础模型输入
第一节 基础建模布置要点
一、继承上部楼层的轴线网格和柱墙构件
基础布置在和上部结构相连层的轴线网格和柱、墙构件下进行。 1、轴线网格 基础建模使用的轴线节点网格、以及轴线号全部从上部结构建模中传来,基础建模本身 不再提供输入轴线网格的功能。 轴线节点网格是基础构件准确定位的依据,比如筏板布置时,可以参照网格形成的外多 边形再外扩,形成筏板基本形状,绘制任意多边形筏板时,其准确的尺寸定位也要参照网格 节点; 多边形承台的绘制也是主要参照网格节点; 桩布置时主要参照节点和网格定位; 等等。 轴线网格是条形类型基础布置的依托,弹性地梁、拉梁、条形基础等都要依托轴线网格 布置,也就是说,布置这类基础的地方必须有轴线。 以节点网格作参照的方式就是通用绘图采用的参照定位的方式,比如需要以节点为参照 输入某一点时, 可从该节点引出 0 度或 90 度的白色虚线追踪线, 沿着该追踪线直接输入数值 就可得到在追踪线方向相距节点一定距离的点; 如果该输入点不在 0 度或 90 度方向, 可将鼠 标停留在参照节点上,将该输入点距参照节点的 X、Y 相对距离从键盘直接输入即可。 2、柱墙构件 基础软件将与基础相连层的柱和墙构件自动导入。 上部结构计算结果的荷载是通过柱和墙传到基础的,无论是平面恒活、还是结构计算生 成的荷载都必须通过柱或墙才能传到基础。 在基础建模中补充输入的荷载可以在没有柱和墙的地方输入。 柱下独立基础、桩承台基础、柱墩的布置是依托柱或墙来布置的。 柱、墙构件在网格平面上保留约 1 米高度,在没有布置基础的位置,程序将柱、墙构件 下端与网格平面底部对齐,布置基础后将自动和基础相接。

二、多个楼层接基础布置
遇有多个楼层下布置基础的情况时,上部结构相连层的轴线网格和柱、墙构件会显示布 置在不同的楼层标高上,不同层下的基础布置也显示在不同的楼层标高下。

三、已经布置的基础构件可随着上部楼层的改动而联动
已经布置的基础构件可随着上部楼层的改动而联动,这是因为程序记录了基础构件所依 托的上部结构构件、节点和网格的编号。

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基础模型输入

1、可以和柱、墙构件联动的基础 柱下独基、桩承台会随着所依托的上部楼层柱的位置改变而改变,也可随着所布置依托 的墙节点的位置改变而改变。多柱基础、多边形承台也会随着所依托的柱或墙节点的位置改 变而改变。 2、可以和轴线网格联动的基础 地基梁、拉梁将随着其所在网格的变动而联动,比如随着网格的平移而平移,其长度随 着网格两节点间距离的改变而改变。 3、筏板、桩等保持平面位置不变 对于筏板、围桩承台、单独布置的桩等基础构件,程序只记录了它们的平面坐标位置, 因此,当上部结构变动时,它们将维持原有的平面位置不变。

四、基础布置的底标高参数
基础布置时的重要参数之一是设置基础的底标高,底标高是相对于正负 0 的标高。 用户可以用两种方式输入底标高:1、相对于柱底的距离;2、相对于结构正负 0 的底标 高。 第一种方式输入相对于柱底的距离,基础实际的底标高程序自动根据柱底的标高换算, 这种方式输入比较方便。柱底标高就是上部结构建模的楼层组装时在最底的接基础层的底部 标高,如地下 2 层为上部建模的第一层,为接基础层,它的底标高是-8.0 米,在基础建模时 输入相对柱底标高-2.0 米,则程序求出的基础实际底标高为-10.0 米。 第二中输入方式是直接输入相对于正负 0 的底标高,要求用户确切明了底标高的数值再 输入。对于如上例需要输入-10.0 米。 在平面视图上看不出底标高的输入状况,在三维轴测状态可以清楚地看到各个基础底标 高的输入状况。 程序设置了“统一修改底标高”菜单,可用来集中修改调整各类基础的底标高,这里输 入的是相对于结构±0 的标高值,不能按照相对于柱墙的底标高的数值输入。可以只修改底 标高一个参数,省去为了修改标高而重新布置基础的工作。 基础底标高对于地基承载力、覆土重的计算、沉降计算等有重要影响。

五、基础布置的偏心转角参数
柱下独基、 柱下桩承台基础布置时, 虽然柱相对于轴线网格可能有偏心和转角, 但独基、 桩承台的形心将自动保持和柱的形心一致。 用户可以输入基础的偏心和转角,这是相对于柱形心位置、沿着柱布置方向的的偏心和 转角, 偏心有沿轴偏心和垂直轴偏心两个值, 分别指沿着柱布置方向和垂直于柱的布置方向。 墙下独基、墙下承台的布置方向为整体平面全局的 X、Y 正向方向。 墙下条形基础布置时,虽然墙相对于轴线网格可能有偏心,但条形基础的中心线将自动 保持和墙的中心线一致。用户可以输入条形基础的偏心,这是相对于墙的偏心。
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第六章

基础模型输入

地基梁和拉梁是参照轴线网格来布置的,用户可以输入地基梁和拉梁的偏心,这是相对 于轴线网格的偏心。

六、布置的平面视图和空间轴测视图 布置的平面视图和空间轴测视图
基础的布置可以在平面视图状态下进行, 也可以在空间轴测状态下进行。 在平面状态下, 可以点取屏幕右下的空间按钮, 即可切换到空间轴测状态; 或者同时按住 【Ctrl】 +鼠标中建, 再移动鼠标,即可逐渐从平面视角变换到空间用户需要的视角状态。 在平面状态下,程序以线框图方式表现基础构件,一旦切换到空间状态下,程序即自动 转变到实体模型状态。程序在平面状态用线框方式显示是因为,线框显示方式不会造成构件 之间、构件和轴线网格之间的遮挡。但是在三维时自动切换到实体模型方式显示是因为,在 三维下只有实体方式才能清晰地表现布置的状态。同时,程序设置了【实体】和【线框】两 种显示方式互相切换的菜单。 在空间下可以看到基础标高的设置状况,以及多层接基础时的基础连接不同楼层时的状 况。

七、基础布置的一般步骤和要素 基础布置的一般步骤和要素
这里归纳一下基础布置的一般过程 1、基础布置对话框 点取某类基础布置后,程序即弹出该类基础布置的对话框在左侧,并弹出基础布置的参 数对话框在相邻位置。 在基础布置对话框上的一般设置的按钮是:添加、修改、删除、显示、清理,它们的说 明如下: 添加: 添加:定义一类新的基础截面类型,并将其增加到布置表格中,供布置使用; 修改: 修改:修改已有的基础截面参数,平面上使用此独基截面的基础自动修改; 删除: 删除:删除列表中的某一基础截面类型,如果平面的已经布置的这个类型截面的基础同 时被删除; 显示: 显示:在平面中加亮显示选择类型的某一类基础截面; 清理: 清理:删除基础截面列表中没有使用过的类型。 2、基础的截面类型定义 布置基础前需要先定义它的截面尺寸,即定义一个截面类型并添加到列表中,在基础布 置对话框上点取“添加 添加” 添加 ,即出现该类型基础的定义对话框,用户逐项填写定义对话框中的 参数即可完成一个类型的截面定义。不同的基础类型其定义对话框中的参数不一样。 3、基础布置方式 这里讲的是柱下独基、桩承台、地基梁、拉梁、墙下条基等基础的布置方式。在构件截 面框中选择了一个需要布置的截面类型后,用户可以采用两种布置方式布到平面上:任意布

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基础模型输入

置、沿轴线布置,任意布置根据鼠标是否选到实体,分为点取布置和窗口布置。 点取布置方式和窗口布置方式是自动切换的,即如果鼠标第一下选中了布置目标,则实 现点取布置方式; 如果鼠标第一下没有选中目标, 则随着鼠标的移动程序自动拉开一个窗口, 由鼠标第二下确定了窗口大小,程序在窗口范围内选择目标。 选择需要布置基础的目标,对于不同类型基础的布置目标不同, 如独基和承台桩布置的目 标有节点或柱,节点必须是布置了柱或者剪力墙的节点,程序选取上节点或选取上柱都是选 中了目标。 在屏幕布置参数框下是布置方式选项:任意布置、沿轴线布置,用户可随时选择切换。 布置参数:随基础类型不同一般有 2~4 个,如沿轴偏心、偏轴偏心、转角、基础底标高 的相对标高。参数“基础底标高的相对标高”是共有的参数,基础底标高的相对标高输入有 两种方式,相对于柱(墙)底,或相对于结构正负 0。

第二节 独立基础
柱下独立基础是一种分离式的浅基础。它承受一根或多根柱传来的荷载,基础之间一般 用拉梁连接在一起以增加其整体性。程序可以设计的独立基础设计包括单柱下独立基础、多 柱下独立基础和同节点多段剪力墙下独立基础。 程序可实现功能如下: 1、可根据用户指定的设计参数和读入的荷载自动生成柱下独立基础,计算独基尺寸、自 动配筋,并可人工干预;也可人工定义独立基础,交互布置到基础平面; 2、对双柱基础或多柱基础可以通过【多柱基础】菜单自动生成; 3、可在剪力墙下布置独立基础,是通过交互布置方式布置在剪力墙所在节点下,不是自 动生成的; 4、无论程序自动生成的基础类型、还是人工定义的基础类型,都可将它们直接布置到基 础平面任何位置; 5、无论是自动生成的还是人工定义布置的基础,程序均可提供计算书。可进行的各种计 算有:承载力计算、抗剪计算、冲切计算、底板配筋计算、沉降计算等;可对计算结果生成 图文并茂的计算书; 5、基础计算时,可考虑拉梁的作用,对承担的柱的弯矩折减。

【独基】菜单如图所示:

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第六章

基础模型输入

图 6.2.1

独基菜单

一、人工布置 人工布置
可将人工定义的独基布置在基础平面上。 (1)布置条件:布置的节点位置必须有柱或墙,不能有承台、条基、基础梁,但可以有 筏板基础。新布置的独基将替换已经布置的独基。 (2)独基定义: 人工布置前,需要定义独基的截面类型。独基截面类型的参数如下: 根据参数设置中的地基承载力参数和截面参数生成基础。

图 6.2.2

独基截面参数

剖面形状: 剖面形状:独立基础类型分为锥形现浇基础、锥形预制基础、阶形现浇基础、阶形预制 基础; 移心: 移心:独基定义中的偏心适用于多阶基础,是基础上表面相对于基础底面的偏心; 阶数: 阶数:独基最多三阶。

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第六章

基础模型输入

在独基布置对话框上的按钮如下: 添加: 添加:将定义完成的独基截面增加到表格中,供布置使用; 修改: 修改:修改定义完成的独基截面参数,平面上使用此独基截面的基础自动修改; 删除: 删除:删除选择的独基截面,已经在平面上使用此截面的独基同时删除; 显示: 显示:在平面中加亮显示选择类型的独基截面; 清理: 清理:删除独基截面表中没有使用的类型。 (3)布置方式:首先选择基础截面形式,然后在平面图上通过任意布置、沿轴线布置方 式选择需要布置独立基础的目标。独基布置的目标有节点或柱,节点必须是布置了柱或者剪 力墙的节点,程序点上节点或点上柱都是选中了目标。 直接布置方式和窗口布置方式是自动切换的,即如果鼠标第一下选中了布置目标,则实 现直接布置方式; 如果鼠标第一下没有选中目标, 则随着鼠标的移动程序自动拉开一个窗口, 由鼠标第二下确定了窗口大小,程序在窗口范围内选择目标。 (4)布置方式选项:任意布置、沿轴线布置,用户可随时选择切换。 (5)布置参数:沿轴偏心、偏轴偏心、转角、基础底标高的相对标高。基础底标高的相 对标高输入有两种方式,相对于柱(墙)底,或相对于结构正负 0。

图 6.2.3

独基布置参数

转角偏心: 转角偏心:独基相对于柱可以有偏心和转角,独基宽边方向与平面坐标系x轴的夹角称 为转角。沿轴偏心、偏轴偏心中的轴指独基截面局部坐标系的 x 轴,即:沿独基宽方向(转 角方向)的偏心称为沿轴偏心,右偏为正,沿独基截面高方向的偏心称为偏轴偏心,以向上 为正。独基沿轴线布置时,独基方向自动取轴线的方向。

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第六章

基础模型输入

图 6.2.4

转角偏心

相对标高: 相对标高:可以选择基础相对于柱底标高或者结构正负 0 标高。

二、独基自动布置参数 独基自动布置参数
适用范围:根据荷载组合自动完成单柱下独立基础、多柱下独立基础和同节点多段剪力 墙下独立基础设计的控制参数,如图所示:

图 6.2.5

独基自动布置参数

多柱基础布置方式 多柱基础布置方式: 基础布置方式:自动布置多柱基础或墙下独基时,基础底面形心可以是几何中心, 也可以是多个柱“恒+活”荷载组合的合力作用点; 独立基础最小高度(mm):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
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第六章

基础模型输入

求时,程序自动增加基础各阶的高度,初始值为 600mm; 独基底面长宽比: 独基底面长宽比: 用来调整基础底板长和宽的比值。其初始值为 1。该值仅对单柱基础 起作用; 独立基础底板最小配筋率(%) :用来控制独立基础底板的最小配筋百分率。如果不控 独立基础底板最小配筋率(%) 制则填 0,程序按最小直径不小于 10mm,间距不大于 200mm 配筋; 承载力计算时基础底面受拉面积/基础底面积(0~0.3): 程序在计算基础底面积时允许基础 底面局部不受压。填 0 时全底面受压(相当于规范中偏心距 e<b/6)情况; 计算独立基础时考虑独立基础底面范围内的线荷载作用: 计算独立基础时考虑独立基础底面范围内的线荷载作用:如果选择此项,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; 相对标高: 相对标高:输入基础底标高时,可以选择基础相对于柱底标高或者结构±0 标高。 独基自动布置时还需要以下缺省参数:覆土厚度、地基承载力特征值、基础宽度和埋深 的地基承载力修正系数、基础埋置深度等,这些参数在自动布置时取总参数中数据,另外软 件中提供属性修改功能修改每个独基的以上缺省参数。

三、单柱自动 单柱自动布置 自动布置
(1)布置条件:布置的节点位置必须有柱,不能有承台、条基、基础梁,但可以有筏板 基础、新布置的独基将替换已经布置的独基。截面尺寸不能超过 20m。 (2)布置方式:在平面图上通过窗口布置或直接布置等方式布置柱下独立基础,根据荷 载数据、地基基础参数等相关数据自动生成基础尺寸及底板配筋钢筋,每个选择到的柱子布 置一个独基。 在没有独基的柱下生成基础时,是以柱的中心点为基础底面形心,柱的布置角度为基础 转角的原则来生成基础;在已有独基的柱下生成基础时,程序自动删除原来布置的独基。 生成基础时要按矢量平移的规则将节点荷载导算到相对基础底面形心和布置角度的局部 坐标系下,并将柱底剪力换算成基底附加弯矩再进行基础计算。 首先计算各荷载标准组合作用下满足地基承载力要求的基础底面尺寸,并按取整后的最 大值作为基础底面尺寸。然后进行各基本组合作用下基础抗冲切计算,得到满足冲切要求的 基础最小高度,并与独基参数中的“独立基础最小高度”比较取大值。另外还要保证底板挑 出长度与基础高度比值小于 2.5,对于倒锥型基础要保证锥型基础坡度不大于 25°,否则增 加基础端部高度。最后计算各基本组合作用下基础底板配筋。

四、多柱基础
当多柱距离比较近时各自生成独立基础会发生相互碰撞。在这种情况下可以用【多柱基 础】菜单在多个柱下自动生成一个独立基础,即多柱基础。 (1)布置条件:选择布置的节点位置必须有柱,不能有承台、条基、基础梁和已经布置 的独基,但可以有筏板基础。截面尺寸不能超过 20m。 (2)布置方式:依次点取多根柱,但不能超过 10 个,程序会根据多柱所在节点上的荷
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基础模型输入

载情况以及输入的独立计算参数等内容生成多柱基础, 多柱基础的底面形心根据 【布置参数】 基础底面形心位置确定:可以是多个柱的几何中心,也可以是多个柱“恒+活”荷载组合的 合力作用点。 在设计多柱基础时要注意柱距不要过大,否则计算模型(独立基础计算模型)与实际情 况出入较大,计算结果的准确性不确定,对于柱距大的多柱基础按筏板计算更合理。

五、墙下独基 墙下独基
在墙的某一节点下布置独立基础,程序找出与该节点相连的所有墙肢,自动围绕该组合 墙肢、并沿着最长墙肢的方向布置一个独立基础。这种方式适用于短肢剪力墙下、且墙肢不 应太长的情况。 (1)布置条件:选择布置的节点位置必须有剪力墙,不能有柱,有柱时优先布置柱下独 基;不能有承台、条基、基础梁,但可以有筏板基础。截面尺寸不能超过 20m。新布置的独 基将替换已经布置的独基。 (2)布置方式:选择短肢剪力墙的节点位置,根据荷载数据、地基基础参数等相关数据 自动生成基础尺寸及底板配筋钢筋,墙下独基每次只能布置在一个节点位置。墙下独基的底 面形心根据【 【布置参数】基础底面形心位置位置确定:可以是多节点墙的几何中心,也可以 是多个柱“恒+活”荷载组合的合力作用点,角度与最长的墙方向保持一致。 在设计墙下独基时要注意剪力墙不要过长,程序不做长度控制,否则计算模型(独立基 础计算模型)与实际情况出入较大,计算结果的准确性不确定。

六、属性修改 属性修改
双击基础实现。 通过平台右侧提供的属性修改列表,可以修改每个布置独基的覆土厚度、基础底标高、基 础底标高的相对位置、地基承载力特征值、基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,以及偏心 与角度,此偏心是基础底面中心相对于节点的偏心。

图 6.2.6

独基的属性表

七、计算书
程序提供两种计算书输出方式:全部独基和单选的独基,分别通过菜单【全部计算书】和 【单独基计算书】形成。
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第六章

基础模型输入

【全部计算书】 :生成基础平面上所有独立基础的计算书,即时生成,包括独基在所有荷 载组合下,满足规范要求的地基承载力计算、冲切计算、剪切计算和配筋计算结果时的基础 最小尺寸,计算书采用标准的 RTF 文档格式,图文并茂。

图 6.2.7

全部独基计算书

【单独基计算书】 :由用户单独选择某一独基生成它的计算书,即时生成,包括选择计算 独基在每个荷载组合下地基承载力计算、冲切计算、剪切计算和配筋计算结果。

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第六章

基础模型输入

图 6.2.8

单个独基的计算书

第三节 地基梁
地基梁 (也称基础梁或柱下条形基础) 是整体式基础。 设计过程是由用户定义基础尺寸, 然后采用有限元分析计算弹性地基梁基础,从而判断基础截面是否合理。基础尺寸选择时, 不但要满足承载力的要求,更重要的是要保证基础的内力和配筋要合理。 本菜单用于输入各种钢筋混凝土基础梁, 包括普通交叉地基梁、 有桩无桩筏板上的肋梁、 桩承台梁等。

图 6.3.1

地基梁菜单

各菜单功能说明如下:

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第六章

基础模型输入

一、布置
(1)布置条件:网格线上。 (2)地基梁截面定义: 布置的地基梁需要先定义它的截面尺寸, 布置对话框上点取 “添加” , 即出现如下对话框。

图 6.3.2

地基梁截面

如果是筏板肋梁或矩形梁则需要定义梁肋宽、梁高两个参数;如果是带翼缘的地基梁则 需要再输入 4 个参数:翼缘宽、翼缘根部高、翼缘端部高、翼缘偏心。 翼缘偏心:翼缘相对于地梁梁肋的偏心,鉴于这个偏心如果过大,受扭比较严重会影响基 础的安全,故建议此值不宜输入过大数值。 地基梁布置对话框上的按钮如下: 添加: 添加:将定义完成的截面增加到表格中,供布置使用; 修改: 修改:修改定义完成的截面参数,图中使用此截面的基础自动修改; 删除: 删除:删除选择的截面,已经在图中使用此截面的地基梁同时删除; 显示: 显示:在图中加亮显示选择类型的截面; 清理: 清理:删除截面表中没有使用的类型; (3)布置方式:首先选取地基梁类型,然后在平面图上用任意布置(包括直接布置和窗 口布置) 、轴线布置等方式沿着网格线布置地基梁。 直接布置方式和窗口布置方式是自动切换的,即如果鼠标第一下选中了布置目标,则实 现直接布置方式; 如果鼠标第一下没有选中目标, 则随着鼠标的移动程序自动拉开一个窗口, 由鼠标第二下确定了窗口大小,程序在窗口范围内选择目标。 在屏幕布置参数框下是布置方式选项:任意布置、沿轴线布置,用户可随时选择切换。 (4)布置参数:有二个,沿轴偏心、基础底标高的相对标高。基础底标高的相对标高输 入有两种方式,相对于柱(墙)底,或相对于结构正负 0。

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第六章

基础模型输入

图 6.3.3

地基梁布置参数

二、地基梁延伸
(1)地基梁延伸到板上 主要用于弹性地基梁挑出部位布置,本软件通过选择地基梁和筏板外边界方式自动计算 完成,并且将数据记录在弹性地基梁中,稳定方便。避免其它软件必须通过增加网格的反复 操作完成且不稳定不方便。具体如下图操作:

A、没有挑出的弹性地基梁

B、窗选地基梁、点选筏板外边界

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第六章

基础模型输入

C、生成不再依赖网格线的挑出弹性地基梁 图 6.3.4 地基梁延伸的自动布置操作

如果地基梁挑出部位布置有网格线,也可以直接在网格线上布置地基梁作为外挑的地基 梁。 (2)无板延伸地基梁 按照给定长度,设置弹性地基梁无板情况下的挑出部分。

三、延伸删除
主要用于删除不需要的弹性地基梁挑出部位布置。

第四节 筏板
程序提供多种筏板布置和编辑的方法,用于适应基础筏板多样的形状。输入筏板的主要 工作就是布置它的平面形状,布置筏板形状的参照是基础平面节点和网格,已经布置好的筏 板也可用于新定义筏板的参照。 筏板可以用围区方式生成,即求出用户围区圈定的网格的最外轮廓,再将其外挑一段形 成一块筏板。也可以用在平面上绘制多边形的方式生成,绘制多边形是将以网格节点或者已 经布置好的筏板为参照定位,采用通用绘图的方法绘制。 程序提供“加厚区域”与“筏板开洞”菜单,用于布置不等厚度筏板加厚部分和筏板的 开洞。 对于平面上互相连接或重叠的、同厚度同标高的筏板,程序自动将它们合并为一块新的 筏板,形状是经过面片合并的最外轮廓,因此可以通过多次布置的方式完成复杂形状筏板的 定义。 程序提供对筏板形状的多种编辑修改方式,最主要的方式新绘制多边形的叠加或裁减方
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第六章

基础模型输入

式, 即在原筏板上绘制多边形, 将此多边形对原有筏板叠加或切割, 形成新的筏板边界形状。 防水板是通过在筏板上定义防水板属性而形成的,其它布置方式和筏板相同。 【筏板】菜单设置了两项:筏板布置和筏板编辑,如如图所示:

图 6.4.1

筏板菜单

一、筏板( 筏板(防水板) 防水板)布置
筏板(防水板)的记录不再依靠网格线和节点,但是布置方式仍保留参考网格线方式。 筏板(防水板)间的关系是最好是没有交集的关系,否则在有限元计算时会进行合并处理。 筏板布置对话框如下:

图 6.4.2

筏板及防水板布置

可选择围区生成或任意轮廓布置方式。 围区生成:这是参照网格线外围的方式。用户在平面上用鼠标勾画多边形围住筏板所在 的全部网格线,程序自动找出这批网格线的外包轮廓,再在该轮廓上外挑出用户定义的挑出 长度,即生成出所需筏板。 任意轮廓: 这是用户勾画任意多边形方式。 用户需直接在平面上用鼠标画出筏板多边形。 画多边形时可以参照已有的节点和网格来准确定位。 厚度( :筏板(防水板)的厚度; 厚度(mm) 挑出宽度: 挑出宽度:用于围区方式布置,输入围区内网格外轮廓边界的挑出距离,用来定义筏板 (防水板)的尺寸形状。该参数在“任意轮廓”方式下没有用。

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第六章

基础模型输入

底部相对 底部相对标高 相对标高: 标高:有两种输入方式,即分别为该参数下面的相对于柱底、相对于结构正负 0;

二、加厚区
加厚区的布置方式与筏板相同,只是应在已有的筏板范围内进行,输入的是加厚区部分 增加的厚度。

(a)上部加厚 h1(筏板厚度 h2) 图 6.4.3

(b)、(c)下部加厚 h1(筏板厚度 h2) 筏板中的加厚区

三、洞口
筏板开洞的布置方式与筏板相同,只是必须完全在筏板内部,且与其它加厚区域不能有 交集,与其它开洞区域不能有交集。

四、后浇带
在筏板上布置后浇带。

五、多边形编辑
【区域编辑】 :此功能只适用于多边形筏板、防水板,不能用于筏板内加厚区域与筏板开 洞边线编辑。用于在筏板的外区域增加筏板或删除部分区域。

图 6.4.4

【区域编辑】操作结果

以下功能适用于多边形筏板、防水板、筏板内加厚区域与筏板开洞边线编辑。 【双线延伸】 :自动布置或任意布置的多边形筏板、防水板、筏板内加厚区域与筏板开洞 边线会出现奇异的情况,可以通过【双线延伸】功能完成编辑,操作步骤如下图:

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第六章

基础模型输入

图 6.4.5

【双线延伸】操作结果

【点点连线】 :自动布置或任意布置的多边形筏板、防水板、筏板内加厚区域与筏板开洞 边线会出现奇异的情况,可以通过【点点连线】功能完成编辑,操作步骤如下图:

图 6.4.6

【点点连线】操作结果

【外挑长度】 :任意布置的多边形筏板、防水板、筏板内加厚区域与筏板开洞边线不会与 内部网格线平行,可以通过【外挑长度】功能完成编辑,需首先在命令行输入边线与网格线 距离。操作步骤如下图:

图 6.4.7 48

【外挑长度】操作结果

第六章

基础模型输入

此命令也可以用于修改筏板边线与网格线的距离。 【洞口删除】 :删除筏板开洞区域。

六、属性修改 属性修改
双击基础实现。 通过平台右侧提供的属性修改列表,可以修改筏板的覆土厚度、基础底标高、基础底标 高的相对位置、地基承载力特征值、基础宽度和埋深的地基承载力修正系数。

第五节 承台桩
桩按其与上部结构的连接方法分为承台桩和非承台桩。通过承台与上部结构的框架柱或 墙相连的桩称为承台桩,其输入方法可由【承台桩】菜单实现;程序还提供【桩】菜单单独 布置桩,用于筏板下、地基梁下的桩的布置,可以将其称为非承台桩;对于任意形状的较复 杂承台,可在【桩】菜单下先完成桩的布置,再在【承台桩】菜单下使用“任意多边形”菜 单的绘制多边形方式生成承台,或者用“围桩承台”的方式生成承台。 在本程序中,承台桩基础的设计过程为: 用户定义桩的形式、桩的尺寸和单桩承载力特征值;程序提供各种生成承台桩的方式; 对于单柱下的承台桩可以自动计算生成, 包括给出桩的根数、 确定承台的形状、 尺寸、 厚度、 配筋等;程序还提供了联合承台菜单用于多柱、墙承台的生成;对于较复杂形状承台,可在 桩布置完成后,使用“任意多边形”或者“围桩承台”菜单生成承台;对于较规则的常用承 台类型,用户还可以自己定义它的形状类型、桩数等。 在【桩】菜单下设置了“桩数量图”菜单,可以根据上部荷载计算各个柱下、墙下桩的 数量,用来给用户布置桩时参照。 各种方式生成的承台均列入承台桩定义列表,用户可将这些承台交互布置到平面,可以 布置在柱下,也可以布置在剪力墙下。 承台桩基础之间可以通过设计拉梁,使其连接在一起增加其整体性。 【承台桩设计】菜单如图所示:

图 6.5.1

桩承台的设计菜单

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第六章

基础模型输入

一、选当前桩
在很多与桩有关的命令中,必须先选择某种桩类型作为当前桩。 如果有桩类型可以直接选择,否则通过以下截面操作完成桩的定义。

图 6.5.2

选择当前桩

桩类型: 水下冲(钻)孔桩、 沉管灌注桩、 干作业钻(挖)孔桩、 预制砼管桩、 桩类型 包括预制方桩、 钢管桩和双圆桩等。其参数随分类不同而不同,有单桩承载力和桩直径或边长,对于干作业 钻(挖)孔桩包括扩大头数据等。桩分类及其输入参数参见下表。
表 6.5.1 桩基础分类 预制方桩 水下冲(钻)孔桩 沉管灌注桩 干作业钻(挖)孔桩 预制混凝土管桩 钢管桩 双圆桩 桩基础分类与输入参数表 输入参数 单桩承载力、柱边长 单桩承载力、桩直径 单桩承载力、桩直径 单桩承载力、桩直径、扩大头直径、扩大头上段长、扩大头中段长、扩大头下段长 单桩承载力、桩直径、壁厚 单桩承载力、桩直径、壁厚 单桩承载力、右圆半径、左圆半径、圆心距

根据地质资料试算桩长与 根据地质资料试算桩长与承载力特征值: 承载力特征值:根据桩顶标高与桩长计算桩底的持力层,当持 力层位于填土、淤泥和淤泥质土中时,不能计算;当地质资料中桩的极限侧摩擦力为 0 与桩 的极限端阻力为 0 时,计算结果为 0;否则根据土层参数与桩径,计算不同持力层的桩长范 围,及对应的水平承载力特征值范围、竖向承载力特征值范围和抗拔承载力特征值范围。

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第六章

基础模型输入

图 6.5.3

桩截面定义

二、人工布置 人工布置
本菜单可实现定义新承台、修改已定义承台,并将所定义的承台布置到结构平面。 (1)布置条件:布置的节点位置必须有柱或剪力墙,不能有独基、条基、基础梁和已经 布置的承台,但可以有筏板基础。 (2)承台定义:人工布置前需先定义承台。在布置对话框上点取“添加”即出现承台定 义对话框如下:

图 6.5.4

承台定义 51

第六章

基础模型输入

剖面形状: 剖面形状:分为锥形现浇基础、锥形预制基础、阶形现浇基础、阶形预制基础; 移心: 移心:承台定义中的偏心适用于多阶基础,是基础上表面相对于基础底面的移心; 阶数: 阶数: 承台最多二阶; 承台布置对话框中的按钮如下: 添加: 添加:将定义完成的截面增加到表格中,供布置使用; 修改: 修改:修改定义完成的截面参数,图中使用此截面的基础自动修改; 删除: 删除:删除选择的截面,已经在图中使用此截面的承台同时删除; 显示: 显示:在图中加亮显示选择类型的基础; 清理: 清理:删除截面表中没有使用的类型; ( 3) 布置条件: 用户选择对话框 “承台选型和桩数” 用来初步确定承台的桩数和形状 (如 下图) ,用户指定桩的根数和布置情况,程序自动按承台参数中的桩间距,桩边距,承台高度 等信息生成承台的几何尺寸及布置数据的初值,用户可以根据需要进行修改。确定截面参数 以后,通过选择节点布置承台。 (4)布置方式:首先在布置对话框上选择承台基础截面类型,然后在平面图上通过直接 布置、沿轴线布置、窗口布置方式选择需要布置承台桩基础的目标。承台桩基础布置的目标 有节点或柱,节点必须是布置了柱或者剪力墙的节点,程序点上节点或点上柱都是选中了目 标。 直接布置方式和窗口布置方式是自动切换的,即如果鼠标第一下选中了布置目标,则实 现直接布置方式; 如果鼠标第一下没有选中目标, 则随着鼠标的移动程序自动拉开一个窗口, 由鼠标第二下确定了窗口大小,程序在窗口范围内选择目标。 (5)布置方式选项:任意布置、沿轴线布置,用户可随时选择切换。 布置参数有沿轴偏心、偏轴偏心、转角、基础底标高的相对标高。基础底标高的相对标 高输入有两种方式,相对于柱(墙)底,或相对于正负 0。

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第六章

基础模型输入

图 6.5.5

承台布置参数

三、承台自动布置参数 承台自动布置参数

图 6.5.6

承台自动布置参数

桩间距: 桩间距:指承台内桩形心到桩形心的最小距离,单位为 mm 或桩径倍数。此参数用来控 制桩布置情况, 程序在计算承台受弯时, 要根据此参数调整布桩情况, 程序以用户填写的 【桩 间距】为最小距离计算抵抗弯矩所需的桩间距和桩布置。填写这个参数需满足规范要求,可 参见《桩基规范》第 3.3.3 表 3.3.3 及 4.2.1 条填写; 桩边距: 桩边距:指承台内桩形心到承台边的最小距离。单位为 mm 或桩径倍数;
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第六章

基础模型输入

承台尺寸模数(mm):承台尺寸模数在计算承台底面积时起作用,即根据用户填入的数值 计算得到承台的最终的长、宽为此值的倍数; 单桩、 单桩、承台桩长度(m):该值用于为每根桩赋初始桩长值,初始值为 10m,单桩桩长参 数仅用来为桩长赋予初始值,最终选用的桩长还需要在桩长计算、修改中进行计算及修改; 承台形状: 承台形状:分为锥形和阶形基础,此参数仅对四桩及以上的承台起作用,三桩以下承台 顶面均为平面; 施工方法: 施工方法:分为锥形和阶形现浇承台和预制承台,施工方法指承台上接的独立柱的施工 方法; 四桩以上矩形承台阶数: 四桩以上矩形承台阶数:根据类型确定; 四桩以上矩形承台阶高( :此参数对所有承台均起作用,此值为承台阶高的初值, 四桩以上矩形承台阶高(mm) 承台最终的高度由冲切及剪切结果控制; 考虑承台范围内的线荷载作用: 程序自动考虑承台围区内上部结构的墙荷载作用,故软 件中将此参数隐去; 桩与承台连接: 桩与承台连接:在承台计算时起作用,是否考虑承台与基桩协同工作和土的弹性抗力作 用的计算,铰接不考虑,刚接考虑; 按 5.2.5 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值: 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值:在承台计算时起作用,同规范; 承台自动布置还需要以下缺省参数:覆土厚度、地基承载力特征值、基础宽度和埋深的 地基承载力修正系数、基础埋置深度等,这些参数在自动布置时取总参数中数据,另外软件 中提供属性修改功能修改每个基础的以上缺省参数。

四、单柱自动 单柱自动布置 自动布置
在单柱下自动根据外荷载计算出桩的根数、选择承台的形状和尺寸、给出承台配筋。 (1)布置条件:布置的节点位置必须有柱或剪力墙,不能有独基、条基、基础梁和已经 布置的承台,但可以有筏板基础。 (2)布置方式:首先用户选取的桩类型,在平面图上通过窗口布置或直接布置等方式布 置承台桩基础,根据输入荷载的所有工况和单桩承载力计算出指定柱下承台所需桩的根数, 并以承台参数中桩间距为最小距离计算抵抗弯矩所需的桩间距和桩布置情况,再按照承台参 数中的桩边距和承台高度生成承台的几何尺寸。

五、任意多边形 任意多边形布置 多边形布置
用直接绘制多边形方式生成承台。 (1)布置条件:多边形内的柱不能超过 10 根,多边形的边数不能超过 20,承台内的桩 根数最多限制在 50 根。 (2)布置方式:通过用户需直接在平面上用鼠标画出任意多边形完成承台布置,画多边 形时可以参照已有的节点和网格来准确定位。

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第六章

基础模型输入

如果任意布置的多边形承台边线可能不会与内部桩点的连线平行 任意布置的多边形承台边线可能不会与内部桩点的连线平行,可以通过下面【对齐 桩线】功能完成多边形编辑。

六、多柱墙自动布置
布置包含多根柱或包含柱墙的联合承台 布置包含多根柱或包含柱墙的联合承台。 (1)布置条件:至少 3 根桩,且不多于 且不多于 50 根桩。多柱墙承台实际就是布置多柱承台, 将柱间距较小或者承台间距较小的若干个承台合并的过程就是 将柱间距较小或者承台间距较小的若干个承台合并的过程就是多柱墙承台生成的过程。 (2)布置方式:当需要合并为一个承台时 当需要合并为一个承台时,按程序提示输入一个多边形,将指定的柱或 者承台包在多边形内,程序根据多边形范围内所有柱的合力生成一个 程序根据多边形范围内所有柱的合力生成一个多柱墙承台。生成的多 柱墙承台上柱数不能超过四根,否则操作无效 否则操作无效。 多柱墙承台形成后,程序将其上各柱的荷载按矢量合成的原则叠加成为 程序将其上各柱的荷载按矢量合成的原则叠加成为多柱墙承台的设 计荷载。

图 6.5.7

自动生成双柱承台

七、围桩承台
沿着已经布好的桩的外轮廓生成一个承台 桩的外轮廓生成一个承台。 (1)布置条件:至少 3 根桩,且不多于 且不多于 50 根桩。桩已经布置在相应的位置。 (2)布置方式:用户用一个多边形把组成该 用户用一个多边形把组成该承台的桩围起来,随后,程序自动沿着这批 桩的最外轮廓生成一个承台。承台外缘和桩 承台外缘和桩的距离按照用户在桩承台参数中定义的桩边距给 出。 外轮廓的某些不确定性,要求用户围桩的多边形的边数和 用户操作时应注意:由于桩的外轮廓的某些不确定性 形状与围桩承台的边数和形状一致,比如下图的承台操作时 下图的承台操作时,左边应使用四边形操作,右边 应使用工形多边形操作。不这样操作有时得不到期望得到的承台形状 不这样操作有时得不到期望得到的承台形状。

图 6.5.8

多段短肢剪力墙下联合围桩承台

图 6.5.9

多柱下异型围桩承台

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第六章

基础模型输入

八、属性修改 属性修改
双击基础实现。 通过平台右侧提供的属性修改列表,可以修改每个布置独基的覆土厚度、基础底标高、 基础底标高的相对位置、地基承载力特征值、基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,以及 偏心与角度,此偏心是基础底面相对于节点的偏心。

图 6.5.10

承台的属性

九、对齐桩线
(1)布置方式:首先选择承台边线,然后选择内部两个桩,软件根据承台边线与两个桩 连线的角度重新调整承台边线。 如果夹角小于 45 度, 承台边线的方向调整为平行于两个桩连 线,距离根据【自动布置参数】的桩边距参数确定(如下图) 。考虑到存在单排桩的情况,所 以如果夹角大于 45 度, 承台边线的方向调整为垂直于两个桩连线, 距离根据 【自动布置参数】 的桩边距参数确定。

图 6.5.11

选择承台边线与对齐桩位编辑后承台边线与桩线平行

十、计算书
计算书内容包括: 1、受弯计算:首先根据读入的荷载组合,自动挑出用于受弯计算的所有基本组合,求出 净反力,得到弯矩设计值,最后根据《混凝土结构设计规范》及用户提供的相应参数求出控 制截面的配筋值。 2、冲切计算:按规范要求验算了柱对承台的冲切及角桩对承台的冲切,程序对承台的冲 切计算采用荷载效应的基本组合。
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第六章

基础模型输入

3、剪切计算:按规范要求验算了柱对承台的剪切,程序对承台的冲切计算采用荷载效应 的基本组合。 计算书采用标准 RTF 文档格式,图文并茂。计算书包括全部承台全部工况、全部承台单 荷载组合、单个承台全部荷载组合等内容,全部都是即时生成。

图 6.5.12

全部承台全部工况计算书

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第六章

基础模型输入

图 6.5.13

单承台全部荷载组合计算书

第六节 桩
这里提供各种桩的布置方式, 最基本的是单桩布置、 群桩布置、 桩复制等。 在单桩布置、 群桩布置、桩复制时,程序提供节点网格作为布置时的位置参照要素,便于用户准确定位。 程序提供【梁墙下布桩】菜单专门用于在地基梁或墙下的布桩操作,梁下布桩前应先把 地基梁布置好。 程序还提供了 【承载力布桩】 菜单, 可根据承载力要求自动布桩; 提供了 【变刚度布桩】 菜单,用于根据变刚度调平功能自动布桩。 【桩数量图】菜单可以根据上部荷载计算各个柱下、墙下桩的数量,用来给用户布置桩 时参照。 【桩长计算】菜单可以根据承载力和地质资料计算承台或筏板下桩长。 在桩的定义时, 用户必须输入桩的极限承载力, 桩的长度是程序根据地质资料计算出的。 如果用户重新定义或修改了桩的长度,程序并没有对该桩的极限承载力作相应调整。 在桩定义对话框中,程序提供根据地质资料、桩长反求桩的极限承载力的功能。程序分 别给出跨越不同持力图层的桩长下,该桩的竖向承载力、水平承载力、抗拔承载力。
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第六章

基础模型输入

没有地质资料时,可以输入桩长,既可在桩布置参数中输入,也可在【桩长修改】菜单 统一定义。因为没有地质资料,桩筏、复杂承台等内力计算或沉降计算时,还必须输入桩的 刚度。

图 6.6.1

桩的菜单

一、桩长计算 桩长计算
根据地质资料和每根桩的单桩承载力计算出桩长,计算中根据【布置参数】中的桩长归 并长度,将桩长差在“桩长归并长度”参数中设定的数值之内的桩处理为同一长度。 无论是承台桩还是非承台桩,必须给定桩长值,否则会导致后续程序计算校核错误。 给定桩长值用【桩长计算】和【修改桩长】两个菜单来完成。

二、桩长修改 桩长修改
用于修改或输入桩长。既可修改已有桩长实现人工归并,也可对尚未计算桩长的桩直接 输入桩长。

三、桩数量图
用于生成且显示各节点所需桩的数量参考值。程序根据恒载+活载的标准组合计算桩的 数量,计算按每根柱和每片墙为单元进行,给出每根柱和每片墙下桩的数量,求墙下桩数量 时,将每片墙的桩数量平分到两端节点上。

四、定义布置
本菜单可实现定义新桩、布置单桩到结构平面。 (1)布置条件:选择桩定义(存在当前桩) 。 桩定义:布置桩前先要定义桩,在桩布置对话框上点取“添加”即出现桩定义对话框如 下:

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第六章

基础模型输入

图 6.6.2

桩定义对话框

每个类型的桩定义参数有:桩类型、单桩承载力(竖向承载力、水平承载力、抗拔承载 力) 、桩直径等。 在桩定义对话框中的下半部有一个“根据地质资料试算桩长与承载力特征值”栏,可提 供根据地质资料试算桩长与承载力特征值。这里用户可以得到根据地质资料、桩长反求桩的 极限承载力的功能。程序分别列出跨越不同持力图层的桩长,再根据每个桩长自动求出该桩 的竖向承载力、水平承载力、抗拔承载力。 桩布置对话框上的按钮如下: 添加: 添加:将定义完成的截面增加到表格中,供布置使用; 修改: 修改:修改定义完成的截面参数,图中使用此截面的桩自动修改; 删除: 删除:删除选择的截面,但是已经在承台中使用的桩截面不能删除,筏板中同截面桩被 自动删除; 显示: 显示:在图中加亮显示选择类型的桩; 清理: 清理:删除截面表中没有使用的类型。 (2)布置方式:用户选择桩布置对话框的某一类已经定义好的桩截面确定为当前桩,然 后鼠标定位于图形平面,布置单桩。布置参数为桩顶标高和桩长。 。

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第六章

基础模型输入

图 6.6.3

桩布置参数

桩的布置时可以参照定位的有节点网格和已经布置的桩,程序关闭了对平面上其它内容 的捕捉。

五、群桩布置
通过对话框定义一批桩即群桩,这批桩按照指定的行列间距排列,并定义这批桩的基点 位置,还可定义群桩布置角度,然后将其布置到平面相应位置。 (1)布置条件:选择桩定义(存在当前桩) 。 ( 2) 布置方式: 用户选择对话框 “桩定义” 截面确定当前桩, 然后鼠标定位于图形平面, 布置桩,鼠标定位参见辅助工具。

图 6.6.4

群桩布置参数

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第六章

基础模型输入

X 方向间距( 方向间距(mm) : “十”字线方向的桩心距离; Y 方向间距( : “十”字线方向的桩心距离; 方向间距(mm) 基点信息: 基点信息:可以选择图形中心、左下角点、左上角点、右下角点、右上角点; 桩排布角度: 桩排布角度:按照“十”字线中心点的转角在指定位置布置桩; 桩顶标高( :布置桩时如果有基础,则直接取基础底标高;否则取此值。 桩顶标高(m)

六、梁墙下布桩
按照用户输入的桩间距、排距在地基梁下或墙布桩。 (1)布置条件:选择桩定义(存在当前桩) ,布置的节点有地基梁或墙。 (2)布置方式:用户选择对话框“桩定义”截面确定当前桩,然后鼠标定位于图形平面 的两点布置桩,选择的的节点位置必须布置了地基梁,鼠标定位参见辅助工具。

图 6.6.5

梁墙下桩布置参数

七、承载力布桩
自动布桩方式之一,是根据承载力要求自动布桩。在用户选定的筏板或者筏板内的加厚 区域内,根据承载力计算和用户给定的布桩参数,计算桩的根数并布置在选定平面内。 (1)布置条件:选择桩定义(存在当前桩) ,筏板或者筏板内的加厚区域。 (2)布置方式:用户选择对话框“桩定义”截面确定当前桩,然后鼠标点选筏板或者筏 板内的加厚区域的边界线。

图 6.6.6

承载力布桩参数

通过点击“计算桩布置”键,程序将根据所选用的桩型、桩间的最小间距和最大间距,
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第六章

基础模型输入

结合该板块承受的荷载,计算出板块所需要的桩数,在点击“确定布桩”键后,自动生成桩 位。 注意:筏板所需的最小桩根数是用筏板上的总荷载除以单桩承载力得到的参考值。由于 注意 筏板上的荷载是不均匀的,筏板实际所需的桩数一般要比该值大。 本功能自动保留筏板内已经布置的桩, “确定布桩”功能只是在此基础上增加桩。

八、变刚度布桩
自动布桩方式之一,是根据变刚度调平功能自动布桩。选择存在加厚区域的筏板,程序 按照加厚与非加厚两个区域沉降尽量相等的原则(沉降比接近 1:1)自动计算出各区域内的 桩数,并自动布置在各区域内。 (1)布置条件:选择桩定义(存在当前桩) ,存在加厚区域的筏板。 (2)布置方式:用户选择对话框“桩定义”截面确定当前桩,然后点取存在加厚区域的筏 板边线,在对话框内计算后布置桩。

图 6.6.7

变刚度调平布桩参数

强化区:筏板内的加厚区域; 强化区 弱化区:筏板加厚区域外的区域; 弱化区 通过点击 “计算桩布置” , 程序将根据所选用的桩型、 桩间的最小间距和最大间距, 桩长, 考虑可能产生的沉降比例趋近与 1, 分别计算强化区与弱化区的的桩数, 在点击 “确定布桩” 键后,自动生成桩位。 本功能不处理筏板内已经布置的桩,最好先将其删除。

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第六章

基础模型输入

九、桩复制
复制图面上已有单桩或者群桩。操作时首先应选取要复制的桩目标,并选取这批桩的基 点,随后被复制的桩随光标移动并可适时以基点捕捉图面上的某一点为目标点,也可在命令 行中输入相对坐标值进行目标点定位。桩复制时,网格节点和桩心都可作为基点和目标点的 参照定位点,方法同节点输入。

第七节 条形基础
墙下条形基础是扩展基础的一种,其作用是把墙的荷载侧向扩展到土中,使之满足地基 承载力和变形的要求。其计算是按照单位长度线荷载进行计算的浅基础,因此常适用于砖混 结构的基础设计。 程序可实现功能如下: 1、可根据用户指定的设计参数和读入的荷载自动生成条形基础,计算条基尺寸、自动配 筋,并可人工干预;也可人工定义条形基础,交互布置到基础平面; 2、对于双墙条形基础可以通过“自动布置双墙条基”菜单自动生成; 3、无论程序自动生成的基础类型、还是人工定义的基础类型,都可将它们直接布置到基 础平面任何位置; 4、无论是自动生成的还是人工定义布置的基础,程序均可提供计算书。可由用户自由选 择条基的数目,既可以生成单条基计算书,也可以生产全部条基的计算书。 【条基】菜单如下图所示:

图 6.7.1

条基菜单

一、人工布置
可将人工定义的条基布置在基础平面上。 (1)布置条件:布置的位置必须有墙,不能有地基梁,但可以有独基、筏板、承台。 新布置的条基将替换已经布置的条基。
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第六章

基础模型输入

(2)条基定义: 人工布置前,需要定义条基的截面类型。条基截面类型的参数如下: 根据参数设置中的地基承载力参数和截面参数生成基础。

图 6.7.2

条形基础截面参数

基础材料: 条形基础按照材料类型可以分为灰土基础、 素混凝土基础、 钢筋混凝土基础、 基础材料: 带卧梁钢筋混凝土基础、毛石、片石基础、砖基础、钢混毛石基础; 基础底面宽带( : 其初始值为 2000; 基础底面宽带(mm) 基础高度( :其初始值为 200; 基础高度(mm) 基础底面挑出长度( :指开始放脚的边到基础底面的水平距离,其初始值为 133; 基础底面挑出长度(mm) 基础底面标高( :其初始值为-1.5; 基础底面标高(m) 基础相对墙体移心: 基础相对墙体移心:是基础相对于墙的偏心,其初始值为 0; 参考墙厚( :布置条基所参考的墙体的厚度,其初始值为 250; 参考墙厚(mm) mm) 墙净距(mm) 墙净距(mm): (mm):所参考的两道墙之间的净间距,其初始值为 0; 第二墙( :布置条基参考的第二道墙的厚度,其初始值为 0; 第二墙(mm) mm) 砖放脚尺寸: 砖放脚尺寸:是砖放脚的模数,其初始值为,对于普通粘土砖,无砂浆缝可填 60, 条基布置对话框上的按钮如下: 添加: 添加:将定义完成的条基截面增加到表格中,供布置使用; 修改: 修改:修改定义完成的条基截面参数,平面上使用此条基截面的基础自动修改; 删除: 删除:删除选择的独基截面,已经在平面上使用此截面的独基同时删除; 显示: 显示:在平面中加亮显示选择类型的条基截面; 清理: 清理:删除条基截面表中没有使用的类型; (3)布置方式:首先选择基础截面形式,然后在平面图上通过直接布置、沿轴线布置、

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第六章

基础模型输入

窗口布置方式选择需要布置条形基础的目标。条形布置的目标是墙。 (4)布置参数:有偏轴偏心(mm) ,基础底标高(m), 基础底标高的相对标高输入有 两种方式,相对于柱(墙)底,或相对于正负 0,布置可以任意布置和按照轴线布置两种方 式。

图 6.7.3

条基布置参数

二、条基自动布置参数 条基自动布置参数

图 6.7.4

条基自动布置参数

条形基础类型: 条形基础类型:条形基础按照材料类型可以分为灰土基础、素混凝土基础、钢筋混凝土 基础、带卧梁钢筋混凝土基础、毛石、片石基础、砖基础、钢混毛石基础; 基础台阶宽( 基础台阶宽(mm) mm):用来调整毛石基础放角的尺寸,用户应按毛石的尺寸来填写。 其初 始值为 150; 基础台阶高( 基础台阶高(mm) mm):用来调整毛石基础放角的尺寸,用户应按毛石的尺寸来填写。 其初
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第六章

基础模型输入

始值为 300; 毛石条基顶部宽( 毛石条基顶部宽(mm):其初始值为 600; 砖放脚宽 砖放脚宽:是砖放脚的模数,其初始值为,对于普通粘土砖,无砂浆缝可填 60,有砂浆缝 填 65; 无筋基础台阶宽高比: 无筋基础台阶宽高比:用来设置无筋基础台阶宽高比,其初始值为 1:1.5; 条形基础底板最小配筋率: 条形基础底板最小配筋率:用来控制墙下条形基础底板的最小配筋率,其初始值为 0.2%, 如果不控制则填 0; 基底标高: 基底标高:输入基础底标高时,可以选择基础相对于柱底标高或者结构正负 0 标高。

三、单墙自动布置
(1)布置条件:布置的节点位置必须有墙,不能地基梁。但可以有独立基础、承台、筏 板基础,新布置的条基将替换已经布置的条基。 (2)布置方式:在平面图上通过窗口布置或直接布置等方式布置墙下条形基础,根据荷 载数据、地基基础参数等相关数据自动生成基础尺寸及底板配筋钢筋,每个选择到的墙布置 一个条基。 首先在条基自动布置参数的对话框中对所要布置的条基的基本参数进行设置, 点击确定, 然后点击【单墙自动布置】菜单下的单墙条基自动布置,选择所要布置的墙,就能生成所定 义的条基。若想单独对所定义的某个条基的属性进行修改,双击已经布置的条基,就会在界 面右侧出现属性对话框(如下图) ,可以对里面的数据进行修改。

图 6.7.5

条基属性对话框

四、双墙自动布置
当两墙距离比较近时各自生成条形基础会发生相互碰撞。在这种情况下可以用【双墙自 动布置】菜单下的双墙条基自动布置,自动生成一个条形基础,即双墙条形基础。 (1)布置条件:布置的位置必须有墙,不能有地基梁,但可以有独基、筏板、承台。
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第六章

基础模型输入

(2)布置方式:根据命令对话框中的提示,先选择第一道墙,再选择第二道墙,两道墙 必须是平行的,并且间距小于 5m,程序会根据所选择的两道墙上所在节点上的荷载情况以 及输入的条形基础自动布置参数等内容生成双墙基础,双墙条基的底面形心程序默认的是墙 的轴线。若要对条基进行偏心处理,需要在属性对话框中进行修改。

五、计算书
程序提供两种计算书输出方式:全部条基和单选条基,分别通过菜单【 【单条基计算书】 】 和【 【全部计算书】 】形成。 【单条基计算书】 】 :由用户单独选择某一条基生成它的计算书,即时生成,包括选择计 算条基在不同荷载组合下,满足规范要求的地基承载力计算、冲切计算结果时的基础最小宽 度和最小高度,计算书采用标准的 RTF 文档格式。

图 6.7.6

单个条基计算书

【全部计算书】 】 :生成基础平面上所有条形基础的计算书,即时生成,包括条基在所有 荷载组合下, 满足规范要求的地基承载力计算、 冲切计算结果时的基础最小宽度和最小高度, 计算书采用标准的 RTF 文档格式。

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第六章

基础模型输入

图 6.7.7

全部条基计算书

第八节 其它计算
本菜单用于进行柱对独基、承台、基础梁,桩对承台的局部承压计算;筏板或群桩在标 准荷载组合的重心计算;有限元计算前的沉降试算。

图 6.8.1

其他计算的菜单

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第六章

基础模型输入

一、柱局部压力计算
用于柱对独基、承台、基础梁的局部承压计算。点击后,基础平面图中与基础接触的柱 上显示局部承压计算结果。其值>1.0 时为绿色数字,表示满足局部承压要求;不满足则为红 色数字。同时弹出下图所示柱局部压力计算书,纪录了详细验算结果。

图 6.8.2

柱下基础局部压力计算书

二、桩局部压力计算 局部压力计算
用于桩对承台的局部承压计算。点击后,基础平面图中与承台接触的桩上显示局部承压 计算结果。其值>1.0 时为绿色数字,表示满足局部承压要求;不满足时为红色数字。同时弹 出下图所示桩局部压力计算书文件,纪录了详细验算结果。 注意:桩筏基础时,不进行桩对筏板的局部承压计算,当板上有肋梁时,也不进行桩对 注意 筏板的局部承压计算。

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第六章

基础模型输入

图 6.8.3

桩对承台局部压力计算书

三、筏板重心
适用范围: ( 1) 《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》 JGJ6-99 第 5.1.2 规定了筏基重心校核的要求; (2)每次只能选择一种荷载组合进行重心校核。若要用多种荷载组合校核,须反复多次 进行; (3)桩筏基础不显示筏板重心校核结果; (4)只有选择了准永久荷载组合,筏板重心校核结果才输出该组荷载下偏心距比值。

图 6.8.4

荷载组合对话框

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第六章

基础模型输入

操作步骤: 用于在所有荷载组合中选取一组进行重心校核,首先在弹出下图所示“选择荷载组合类 型”对话框中确定荷载组合。 选定某组荷载组合后,进行筏板重心校核。点击后,屏幕上各块筏板分别显示作用于该板上的 总竖向荷载作用点坐标(重心)、板底平均反力、筏板形心坐标、板底最大、最小反力位置和
e

值以及偏心距比值( 0.1W

A

),下图为某组荷载组合下筏板重心校核结果图。

竖向总荷载:29718kN 坐标(42848,10994) 底板平均反力:221kPa 形心坐标:(43206,10380) 偏心距比值:eq/(0.1W/A)=5.45 底边最大力:354.9kPa 底边最小力:86.4kPa 图 6.8.5 筏板重心校核计算结果

四、桩重心
用于在选定的某组荷载组合下桩群重心校核。点击菜单后,用光标围取若干桩,确定后 屏幕显示所围区内荷载合力作用点坐标与合力值、桩群形心坐标与总抗力、桩群形心相对于 荷载合力作用点的偏心距 Dx、Dy。下图为某组荷载组合下桩群重心校核结果图:

图 6.8.6

桩重心计算结果

五 、沉 降估算
此计算书为独立基础、条形基础、承台基础、筏板基础的沉降计算书,采用荷载组合为
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第六章

基础模型输入

准永久荷载组合。计算中筏板基础是整块板的平均计算结果,非有限元的计算过程,仅供参 考;考虑周围基础影响的计算过程没有列出,并且在每个基础上标示了沉降估算值。最终计 算结果应该以【 【基础计算结果】 】菜单的沉降计算内容为主。

图 6.8.7

沉降试算计算书

第九节 柱墩
本菜单用于输入平板基础的板上柱的柱墩。柱墩用于对筏板的局部加厚,增加筏板的抗 冲切和抗剪能力。柱墩高是筏板的加厚部分,为板顶到柱根的距离;柱墩只能布置在柱的底 下,没有柱的地方不能布置柱墩;布置柱墩前必须先布置筏板,没有筏板的柱下也不能布置 柱墩。 (1)布置条件:①在基础平面图上显示柱墩平面形状;②柱墩布置仅用于筏板基础,但 不能有独基、承台、地基梁和条基;③筏板基础的板冲切计算时考虑柱墩的影响。 (2)布置方式:窗选或点选板内柱。

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第六章

基础模型输入

图 6.9.1

柱墩定义对话框

第十节 拉梁
柱下独立基础或者承台之间一般可以通过设置拉梁起到以下作用: (1)增加基础的整体性:拉梁使独立基础之间联系在一起,防止个别基础水平移动产生 的不利影响。起该作用的拉梁可以取其左右柱最大轴力的 1/10,按拉杆或压杆进行计算,负 筋 50%连通。 (2)平衡柱底弯矩:对于受大偏心荷载作用的独立基础,其底面尺寸通常是由偏心距控 制的。设置拉梁后柱弯矩会降低,荷载偏心距随之减少,从而达到减少柱尺寸的目的。起该 作用的拉梁可以在基础模型中输入拉梁在基本参数中输入,根据“拉梁承担弯矩的比例”,拉 梁在基础程序中计算。 (3)托填充墙:填充墙荷载通过拉梁作用到独基上。通过基础中的拉梁计算模块完成荷 载倒算,平衡弯矩和拉梁配筋的工作。 本软件对于拉梁设计提供以下功能: (1)定义拉梁尺寸及标高,并将其布置在柱之间的网格线上。 (2)自动计算拉梁的内力和配筋。

一、拉梁布置
(1)布置条件:布置位置两端必须有柱。 (2)布置方式:直接选择网格线,如果是点选,则程序会自动延伸至两端柱底位置(如 果存在) ,加亮显示拉梁(如下图) ;如果是窗选,则程序会自动计算至两端柱底位置。

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第六章

基础模型输入

图 6.10.1

拉梁布置参数

添加: 添加:将定义完成的截面增加到表格中,供布置使用; 修改: 修改:修改定义完成的截面参数,图中使用此截面的基础自动修改; 删除: 删除:删除选择的截面,图中应用此截面的拉梁自动删除; 显示: 显示:在图中加亮显示选择类型的基础; 清理: 清理:删除截面表中没有使用的类型; 相对标高: 相对标高:可以选择基础相对于柱底标高或者结构正负 0 标高。

二、拉梁计算
拉梁的计算只考虑地震作用的荷载组合, 拉梁取其左右柱最大轴力的 1/10 按拉杆或压杆 进行计算,拉梁恒活按照均布荷载考虑,同时考虑拉梁的覆土重与基础自重,计算配筋时按 照拉弯构件。

图 6.10.2

拉梁计算简图

第十一 第十一节 编辑
本菜单为综合编辑工具。包括如下内容:统一的删除功能、统一基础底标高、计算书样 式确定等。

一、删除
可以选择需要删除的基础类型,然后通过窗选或点选删除基础。其中“承台”显示□ √, 表示只删除承台保留下面桩; “含桩”显示□ √ ,表示承台及下面桩同时删除。
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第六章

基础模型输入

图 6.11.1

删除列表

二、鼠标定位
绝对坐标:坐标前加“ !”表示,如“!3000,5000” ; 绝对坐标 相对坐标:直接输入坐标值,如“ 3000,5000” ; 相对坐标 程序执行中相对坐标使用:将鼠标移动到相对原点停留,不按确定键,输入坐标值为相 对于此点的坐标。

三、统一基础底标高
将选择的基础统一设置为相对于结构正负 0 的标高值。

四、计算书样式
设置计算书文字颜色,标题与正文的字体和大小,结论行的加亮显示颜色等内容。

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第七章

基础计算结果

第七章 第七章 基础计算结果 基础计算结果
YJK-F 基础设计软件的计算分析和结果显示模块集成在一个界面内,其主要功能特点说 明如下: (1)读取各类基础的建模数据,包括柱下独基、墙下条基、地基梁、筏板、承台、桩。 (2)显示上部结构的底层墙、柱荷载。 (3)自动进行网格划分。 ( 4) 按基础类型自动选择有限元或非有限元方法, 计算基底压力, 桩反力, 筏板、 承台、 地基梁、柱下独基、墙下条基的弯矩和剪力,计算结果作为设计条件。 (5)对所有类型的基础同时计算沉降,并考虑互相之间的影响。 (6)依据现行规范及计算结果,辅助用户进行各类基础的配筋设计,具体项目如下:
表 7.1 各类基础的设计条目 分离式基础 基础类型 设计条目 柱下独立基础 地基承载力验算 桩承载力验算 沉降验算 冲切验算 抗剪验算 重心校核 抗浮验算 配筋计算 √ × √ √ √ × × √ 墙下条形基础 √ × √ √ √ × × √ 桩承台 √ √ √ √ √ × × √ 筏板 √ × √ √ √ √ √ √ 地基梁 √ × √ √ √ × × √ 桩筏 √ √ √ √ √ √ √ √ 桩梁 √ √ √ √ √ × × √ 整体式基础

菜单栏主项包括以下内容:

图 7.1

基础计算菜单

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第七章

基础计算结果

程序输出计算结果常以基础或划分好的有限元单元为目标,下文所说的“每个基础”是 指每一个独立的基础构件,如单独的柱下独立基础、桩承台、地梁、筏板等。

一、计算参数 计算参数
对计算结果产生影响的主要有“沉降计算参数”项和“筏板(复杂承台)计算参数”项。

图 7.2

沉降计算参数

参数说明: 对基础及基础形式进行分类,不同的地基基础形式参照的规范是不同的,YJK-F 按照有 桩与无桩基础进行分类,具体计算方法的选择见技术条件。 Mindlin 法计算选项: 法计算选项:见《桩基规范》5.5.14; 回弹再压缩: 回弹再压缩:对于先打桩后开挖的情况,沉降计算可以忽略基坑开挖地基土回弹再压缩 的问题。但对于其它情况的深基础,设计中要考虑基坑开挖地基土回弹再压缩的问题。根椐 多个工程实测也发现,如果不考虑,裙房沉降偏小,主裙楼差异沉降偏大。对于主楼回弹再 压缩量只占总沉降量的小部分,而对于裙房回弹再压缩量占了总沉降量的大部分。有时为了 减少沉降差应综合分析上述因素,考虑主裙的相互作用决定是否需要采取和采取何种减小主 裙差异沉降的措施。 回弹再压缩模量与压缩模量之比的取值可查勘察资料,如勘察资料没有提供,可取 2~5 之间的值。

图 7.3 78

筏板(复杂承台)计算参数

第七章

基础计算结果

参数说明: 上部结构刚度的影响: 《建筑地基基础设计规范》第 5.3.10 条规定:在同一整体大面积基础上建有多栋高层和 低层建筑,应该按照上部结构、基础与地基的共同作用进行变形计算。 《建筑地基基础设计规范》第 7.1.3 条规定:软弱地基设计时,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。 YJK-F 软件将上部结构刚度与荷载凝聚到与下部基础相连的节点上,在基础计算时只要 叠加上部结构凝聚刚度和荷载向量,其计算结果对于下部基础而言就是上下部结构共同作用 计算的理论解。 人防荷载: 人防荷载:见第五章《荷载》的人防荷载部分说明。 关于水浮力计算: (1)各工况自动计算水浮力,用于在正 关于水浮力计算:水浮力的计算包括两种情况: 常工况组合计算中考虑水浮力; (2)底板的抗浮验算,抗浮验算时不考虑活载,只考虑永久 荷载。由于水浮力的作用,计算结果土反力与桩反力都有可能出现负值,即受拉,此时,可 增加上部恒载(即配重)或打桩来进行抗浮(抗浮桩) 。 该菜单可对柱下独基加防水板、柱下条基加防水板、桩承台加防水板等形式的防水板部 分进行计算。考虑到防水板一般较薄,程序采用柱和墙底作为支座不动,没有竖向变形的计 算模式。程序采用与桩筏、筏板有限元计算同样的计算模型计算防水板。程序对防水板作了 恒载+活载组合和抗水浮力组合的计算,对于抗水浮力组合计算考虑的荷载是水浮力、筏板 自重、板上覆土重等荷载。 桩端阻力: 《上海规范》根据在地质资料中输入每个土层的侧阻力、桩端土层的端阻力 桩端阻力: 和承载值计算。 《桩基规范》计算桩承载力的表格查表求出每个土层的侧阻力、桩端土层的端 阻力,并计算桩端阻力比 α j 。程序可以自动计算,为了用户校核方便,还可以直接输入桩端 阻力比 α j 。 桩顶的嵌固系数(铰接 0~1 刚接): 该参数在 0~1 之间变化反映嵌固状况,无桩时此项 系数不出现在对话框上。其隐含值为 0。对于铰接的理解比较容易,而对于桩顶和筏板现浇 在一起也不能一概按刚接计算,要区分不同的情况,对于混凝土受弯构件(或节点) ,需要混 凝土、纵向钢筋、箍筋一起受力才能完成弯矩的传递。由于一般工程施工时桩顶钢筋只将主 筋伸入筏板,承载时常见的状况是在连接处出现类似塑性铰的工作状态,故它很难完成弯矩 的传递工作,只起到传递竖向力的功能。如果是钢桩或预应力管桩伸入筏板一倍桩径以上的 深度,就可以认为是刚接。 网格划分方式:见“三、网格划分” 。 网格划分方式 后浇带影响计算参数: :这个参数与后浇带 后浇带影响计算参数:如设后浇带,浇后浇带时的荷载系数(0~1) 的布置配合使用,解决后浇带设置后的内力、沉降计算和配筋计算等结果的取值。后浇带将 筏板分割成几块独立的筏板,程序将计算有、无后浇带两种情况,并根据两种情况的结果求 算内力、沉降及配筋。填 0 取整体计算结果,填 1 取分别计算结果,取中间值α计算结果按
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第七章

基础计算结果

下式计算: 分别计算结果×α 实际结果=整体计算结果×(1-α)+分别计算结果 α 值与浇后浇带时沉降完成的比例相关。 。

二、计算简图 计算简图
计算简图中可显示轴线、墙、柱、柱下独立基础 柱下独立基础、墙下条形基础、地基梁、拉梁、筏板、 承台、桩,见下图。各类图素配以不同的颜色 各类图素配以不同的颜色。

图 7.4

各类基础的计算简图

表 7.2 计算简图的图素 计算简图的图素、 、线型和颜色 图素 轴线 柱 剪力墙 填充墙 筏板 颜色 红色 黄色 绿色 紫色 白色 图素 承台 柱下独基 墙下条基 地基梁 桩 颜色 橙色 绿色 蓝色 蓝色 紫色

三、网格划分
网格划分是有限元分析的前提和基础,网格质量的好坏将直接影响有限元分析结果 网格质量的好坏将直接影响有限元分析结果。在 二维平面中网格单元的形状分为四边形单元和三角形单 二维平面中网格单元的形状分为四边形单元和三角形单元,鉴于以四节点构成的四边形单元 在解题时为线性应变,而以三节点构成的三角形在解题时为常应变 而以三节点构成的三角形在解题时为常应变,由此,从解题的效果来 看,四边形单元比三角形单元的有限元精度更高 四边形单元比三角形单元的有限元精度更高,更能保证解题结果的正确性。 控制程序网格划分的主要是两个参数,在 在“筏板(复杂承台)计算参数”中设置。 一是网格划分控制长度,即有限元单元尺寸大小 单元尺寸大小。程序隐含设置为 1 米,但对于面积不 大的桩承台、独基等为了保证计算质量,程序常自动采用更小尺寸的单元划分 程序常自动采用更小尺寸的单元划分。 二是网格划分的依托: YJK-F 提供两种网格划分方法(建议优先选择第一种方法 建议优先选择第一种方法) :

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第七章

基础计算结果

(1)依赖墙柱:只选择有布置构件墙梁的实际位置进行单元细分。单元比较均匀,三角 形单元少,计算结果理想。 (2)依赖结构网格:程序根据基础层的所有网格线先围区形成一个个大单元,再对大单 元进行细分。

图 7.5

依赖墙梁单元划分结果

四、基床系数
输入了地质资料后,程序可以自动计算各个基础下的基床反力系数,本菜单可用来修改 程序生成的系数。如果没有输入地质资料,对于采用有限元计算的基础在计算前,必须通过 本菜单输入基床反力系数。 点击“基床系数”后,左侧工具栏上弹出“查改基床系数”对话框。用户可以根据地基 土的类型或现场试验结果,将特定的基床系数布置到指定的区域中。 如果各单元基床系数输入值为 0,则 YJK-F 自动根据沉降计算基床系数;否则各单元基 床系数计算中取用户的输入值。

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第七章

基础计算结果

图 7.6

基床系数

添加: 添加:将定义完成的基床系数增加到表格中,供布置使用; 修改: 修改:修改定义完成的基床系数参数,图中使用此基床系数的单元自动修改; 删除: 删除:删除选择的基床系数,但是已经在图中基床系数不能删除; 显示: 显示:显示基床系数表中在图中使用的; 操作方式: ,然后窗选单元。 操作方式:选择基床系数表中项,点击“布置”

五、桩刚度
输入了地质资料后,程序可以自动计算每根桩下的桩刚度,本菜单可用来修改程序生成 的桩刚度。如果没有输入地质资料,对于采用有限元计算的基础在计算前,必须通过本菜单 输入桩刚度。 点击“桩刚度”后,左侧工具栏上弹出“查改桩刚度”对话框。用户可以根据桩的类型 或现场试验结果,将特定的桩刚度布置到指定的区域中。 如果各桩刚度输入值为 0,则 YJK-F 自动根据沉降计算桩刚度;否则各桩刚度计算中取 用户的输入值。

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第七章

基础计算结果

图 7.7

桩刚度

添加: 添加:将定义完成的桩刚度增加到表格中,供布置使用; 修改: 修改:修改定义完成的桩刚度参数,图中使用此桩刚度的单元自动修改; 删除: 删除:删除选择的桩刚度,但是已经在图中桩刚度不能删除; 清理: 清理:显示桩刚度表中在图中使用的。 操作方式: ,然后窗选桩。 操作方式:选择桩刚度表中项,点击“布置”

六、上部荷载
显示选择的单工况或荷载组合的上部传递荷载。 单工况为荷载标准值, 荷载组合为采用了 荷载参数定义中各种分项系数的组合值。

图 7.8

上部荷载

图 7.9

显示墙柱荷载

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第七章

基础计算结果

七、附加荷载
显示用户输入的附加荷载。

八、覆土重
显示各基础的覆土重,每个基础一个值,单位 kPa。

九、基础自重
显示各基础的自重,每个基础一个值,单位 kPa。

十、计算分析
程序自动识别不同的基础类型,调用不同的方法,对基础进行分析计算。对筏板、多柱 或墙下独基、复杂承台基础、桩筏、弹性地基梁等整体式基础,调用有限元求解器计算,计 算时可以考虑上部刚度。对单柱独基、墙下条基、单柱承台等分离式基础,调用相应的单基 础算法。无论采用有限元方法还是单基础算法,可以在统一的视图中查看计算结果。 详细计算过程如下: 1、导算荷载(覆土重、自重、水浮力、人防荷载); 2、分离式基础设计计算; 单柱独基计算; 墙下条基计算; 单柱桩承台计算; 拉梁设计; 3、整体式基础设计计算; 沉降试算; 有限元计算; 重新形成弹簧刚度; 第二次有限元计算; 筏板内力计算; 地基梁内力计算; 复杂桩承台计算; 4、最终沉降量计算; 5、地基承载力验算。

十一、 十一、基底压力
显示用户选择的荷载组合下的基底压力计算结果,对整体式基础和有限元计算的分离式 基础按照单元显示;对非有限元计算的分离式基础按照基础显示,每个基础一个值。准永久
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第七章

基础计算结果

组合下的基底压力用于沉降计算,标准组合下的基底压力用于地基承载力验算,基本组合下 的基底压力用于基础构件截面设计。 准永久组合和标准组合下,基底压力计算结果包括基础自重与覆土重;基本组合下,基 底压力计算结果不包括基础自重与覆土重。

图 7.10

基底压力

十二、 十二、桩反力
显示用户选择的荷载组合下的桩反力计算结果,对整体式基础和有限元计算的分离式基 础按照单元显示;对非有限元计算的分离式基础按照基础显示,每个基础一个值。准永久组 合下桩反力用于沉降计算,标准组合下桩反力用于桩身承载力验算,基本组合下桩反力可用 于桩的构件截面设计。 准永久组合和标准组合下,桩反力计算结果包括基础自重与覆土重;基本组合下,桩反 力计算结果不包括基础自重与覆土重。

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第七章

基础计算结果

图 7.11

桩反力

图 7.12

桩反力等值线图

十三、 十三、地基承载力验算
对整体式基础和有限元计算的分离式基础按照单元显示;对非有限元计算的分离式基础 按照基础显示,每个基础一个值。
86

第七章

基础计算结果

无桩基础,可以选择显示地震组合与非地震组合下的地基承载力;有桩基础,可以选择 显示桩竖向承载力特征值、水平承载力特征值、抗拔承载力特征值。

图 7.13

地基承载力验算

十四、 十四、内力
弯矩: 弯矩: 显示用户选择的荷载组合下的弯矩图、弯矩包络图。显示方式如下: 1、对于地基梁筏板基础,按照地基梁围成的每个房间显示弯矩值; 2、对于无板地基梁基础,按照每根地基梁的弯矩包络图显示弯矩值; 3、对于墙下筏板基础,按照每段墙的弯矩包络图显示弯矩值; 4、对于独立基础和条形基础,由于直接采用规范公式计算,按照基础显示,每个基础一 个值; 5、对于单柱承台,由于直接采用规范公式计算,按照基础显示,每个基础一个值; 6、对于多墙柱复杂承台,采用规范公式计算和有限元计算两种模式,只显示有限元计算 结果的最大值。

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第七章

基础计算结果

图 7.14

筏板弯矩图

图 7.15

地基梁弯矩图

剪力: 剪力: 显示用户选择的荷载组合下的剪力图、剪力包络图。显示方式如下: 1、 对于地基梁筏板基础,按照地基梁围成的每个房间显示剪力值; 2、 对于无板地基梁基础,按照每根地基梁的剪力包络图显示剪力值; 3、 对于墙下筏板基础,按照每段墙的剪力包络图显示剪力值; 4、 对于独立基础和条形基础,由于直接采用规范公式计算,按照基础显示,每个基础一 个值; 5、 对于单柱承台,由于直接采用规范公式计算,按照基础显示,每个基础一个值; 6、 对于多墙柱复杂承台,采用规范公式计算和有限元计算两种模式,只显示有限元计算 结果的最大值。

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第七章

基础计算结果

图 7.16

筏板剪力图

图 7.17

地基梁剪力图

十五、 十五、沉降
按照分离式基础和整体式基础分别计算,计算方法的选择见技术条件。 分离式基础:包括独基、条基、单柱承台等,根据基底附加压力和桩顶附加荷载由规范 相关公式直接计算得出进行沉降计算; 整体式基础:如筏板、桩筏、地基梁、复杂承台等,YJK-F 基础软件沉降采用有限元计 算后二次计算法,特别适合于不均匀沉降基础的计算,且考虑不同基础互相影响。详细计算 过程如下: 1、沉降试算确定初始桩刚度和基床反力系数;

89

第七章

基础计算结果

2、总刚度方程有限元求解; 3、节点位移换算成桩、土等效弹簧的变形量,得到桩顶荷载(桩反力)和基底压力;

图 7.18

沉降等值线图

4、已知桩顶附加荷载和基底附加压力,计算沉降; 5、用桩顶沉降和桩顶附加荷载,重新计算桩竖向刚度;用板单元中心处的沉降和基底附 加压力,重新计算基床系数;再代入第 2-4 步计算最终沉降。 用户可以选择任意两点的沉降差计算,操作如下: (1)鼠标选择第一点; (2)鼠标选择 第二点; (3)图中查看计算结果。

十六、 十六、基底附加压力
显示准永久组合下的基底附加压力,基底附加压力用于沉降计算。

图 7.19

基底附加压力

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第七章

基础计算结果

十七、 十七、桩顶附加荷载
显示准永久组合下的桩顶附加荷载,桩顶附加荷载用于沉降计算。

图 7.20

桩顶附加荷载

十八、 十八、冲剪计算
筏板基础、有限元计算的承台的冲切抗剪计算时采用的是荷载的基本组合,并且必须有 有限元的计算结果。 1、冲切计算 1、 【墙柱冲切】 :计算并在图形上显示全部基础的全部柱、墙的冲切计算安全系数。图上 显示的冲切安全系数大于等于 1.0 为满足冲切要求, 否则小于 1.0 为不满足冲切要求显示红色。

图 7.21

墙柱冲切安全系数

对于筏板基础、有限元计算的承台的冲切计算如下: 对于柱冲切计算,程序对所有柱采用矩形截面计算,按照《建筑地基基础设计规范》第 8.4.7 条规定完成。 程序对于墙冲切的计算参照同节点多墙冲切、单片墙冲切、复杂墙体冲切的顺序计算, 依次搜索满足上述三种不同公式的墙体(参照相应技术条件) ,分别进行计算。
91

第七章

基础计算结果

冲切破坏锥体范围内有桩时, 冲切荷载 Fl 计算采用的是竖向荷载基本组合值减去冲切破 坏锥体范围内的桩的单桩平均反力值总和;无桩时,冲切荷载 Fl 计算采用的是竖向荷载基本 组合值减去冲切破坏锥体范围内的的基底压力。

图 7.22

冲切破坏锥体内无桩时基底压力计算

无桩时,冲切荷载 Fl 等于柱底竖向上部总荷载减去冲切破坏锥体内的基底压力; 有桩时,Fl 等于上部总荷载减去冲切破坏锥体内的总的桩反力。

图 7.23

冲切破坏锥体内有桩时总桩反力计算

按照规范冲切荷载 F1 应该是净反力,竖向荷载、单桩平均反力值、基底压力均是不含基 础自重与覆土重的计算结果。 程序自动判断边柱(边墙)或角柱(角墙)时距墙 h0 处的冲切临界截面的边界线。它会 影响到公式中 α s 的取值。 对于非有限元计算的承台、独基的冲切计算采用承台桩设计、独基设计的技术条件内容 计算。 2、 【桩冲切】 :计算并在图形上显示全部桩的冲切计算安全系数。 对于有限元计算的冲切计算采用有限元计算结果的桩反力。 对于非有限元计算的承台的冲切计算采用承台桩设计的技术条件内容计算。 3、 【全部柱冲切】 :给出所有筏板内部全部矩形柱的冲切计算书,柱节点有剪力墙或基础 梁的柱不进行冲切计算。
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第七章

基础计算结果

图 7.24

全部对筏板的总冲切计算书

4、 【全部桩冲切】 :给出全部桩的冲切计算书。 5、 【单柱冲切】 :给出用户指定计算冲切抗剪的单柱冲切计算书。 操作方式:用鼠标选择需要计算的柱。 筏板基础、有限元计算的承台、独基的冲切计算时采用的是荷载的基本组合,计算书给 出最不利组合的计算过程。 对于非有限元计算的承台、独基的冲切计算采用承台桩设计、独基设计的技术条件内容 计算,给出承台或独基的整个计算过程。

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第七章

基础计算结果

图 7.25

单柱对筏板的最不利荷载组合冲切计算书

6、 【单桩冲切】 :给出用户指定计算冲切抗剪的单桩冲切计算书。 本计算书按照规范要求,详细描述了单桩与筏板的位置关系,以及单桩对筏板冲切计算 的详细过程和计算公式,便于用户进行校核。 操作方式:用鼠标选择需要计算的桩。 筏板基础、有限元计算的承台冲切计算时采用的是荷载基本组合,计算书给出最不利组 合的计算过程。 对于非有限元计算的承台冲切计算采用承台桩设计的技术条件内容计算,给出承台整个 计算过程。

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第七章

基础计算结果

图 7.26 单桩最不利荷载组合冲切计算书

7、 【同节点多墙冲切】 :给出全部满足要求的墙体冲切计算书。 计算对象是同一节点周围的多组墙肢。该组墙肢的各墙肢要满足两个条件:一、每个墙 肢的另一端没有其它的墙与之相连,二、每段墙肢的长厚比必须小于 8,这与短肢剪力墙的 判断原则一致。 这样限制使用范围是希望多墙围成的区域多边形的两个方向的尺寸比较接近,与异形柱 的受力形态相近。 程序自动判断破坏临界截面的形状。临界截面的计算过程是首先将多墙边界外扩 0.5 倍 板计算厚度,然后处理成凸多边形,并根据四周破坏与边、角柱破坏边长的大小判断是否破 坏面会延伸到筏板边缘。 下图是多墙冲剪临界截面的计算结果,程序自动将符合如上条件的墙肢组找出并计算, 下图中用多边形框围出的墙肢组。

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第七章

基础计算结果

图 7.27

多墙冲剪计算结果

最大剪应力的计算方法参考前面柱冲切板给出的公式,软件将其扩展到双向弯矩作用下 且临界截面不是矩形的情况。 8、 【单片墙冲切】 :给出全部满足要求的墙体冲切计算书。 实际工程中常有单独的短墙肢或同一直线上的几个相连的短墙肢位于筏板基础上,这种 情况不满足多墙冲剪的计算条件,但也可能对平板的厚度起控制作用。因此程序增加了【单 墙冲板】菜单来完成该情况下墙对平板基础的冲切计算。 需要指出,规范中规定 β s 的取值不宜大于 4,在程序中对 β s 大于 4 时,程序按照 β s 的实 际值也进行了计算,因此此时的计算超出规范约定范围,其结果仅供用户参考。 对于按照【多墙冲板】 、 【单墙冲板】不能计算的墙肢,可以采用【内筒冲剪】菜单围住 两个节点之间的一段单墙肢来计算。但内筒冲剪计算没有考虑内筒根部弯矩的影响 9、 【内筒冲剪】 :给出全部满足要求的内筒冲剪计算书。 操作方式:在平面图上用围区布置方式选定内筒,输入内筒外边界挑出网格线的平均距 离值(这个值用来确定计算冲切用的内筒外边界,如果内筒墙体布置没有偏心,应该输入半 个墙厚) ,屏幕显示该内筒的冲切和受剪承载力验算结果,同时给出计算书。 2、剪切计算 计算并在图形上显示全部基础的全部柱、墙的对于基础剪冲切计算安全系数。图上显示 的冲切安全系数大于等于 1.0 为满足冲切要求,否则小于 1.0 为不满足冲切要求且显示红色。 对于筏板基础、有限元计算的承台、独基的剪切计算按照《建筑地基基础设计规范》第 8.4.9 条规定平板式筏板基础的计算公式计算。 对于非有限元计算的承台、独基的冲切计算采用承台桩设计、独基设计的技术条件内容 计算。

十九、 十九、重心校核
见【其它计算】有关“筏板重心校核”的内容。
96

第七章

基础计算结果

二十、 二十、基础配筋
显示所有荷载基本组合计算的最大弯矩对应的配筋结果。具体内容见技术条件。 对于地基梁筏板基础,按照地基梁围成的房间、在每个房间显示配筋结果; 对于无板地基梁基础,在每根地基梁上直接标注配筋结果; 对于独立基础和条形基础,由于直接采用规范公式计算,按照基础显示,每个基础一个 配筋结果; 对于单柱承台,由于直接采用规范公式计算,按照基础显示,每个基础一个配筋结果; 对于多墙柱复杂承台,采用直接用规范公式计算和有限元计算两种模式,显示有限元计 算的基础内单元最大值弯矩值的配筋结果; 对于拉梁,显示所有荷载基本组合计算的最大弯矩对应的配筋结果。

图 7.28

拉梁与独基配筋结果图

二十一、 二十一、文本结果
【计算参数】 : 包括规范、 地基承载力参数、 沉降计算参数、 整体式基础有限元计算参数、 材料表、构件数目。 【平衡校验】 :上部总荷载与整体式基础有限元分析基础总反力的指标对比。包括恒载、 活载、风荷载、地震荷载、人防荷载、平面恒载、平面活载、水浮力等。 按照用户阅读习惯,显示文本方式的各单独基础(包括独立基础、墙下条形基础、弹性 地基梁基础、桩基承台基础、筏板基础、拉梁等基础)的基本信息。 操作方式:鼠标选择单个基础。

97

第七章

基础计算结果

图 7.29

拉梁信息文本(部分)

图 7.30

独基信息文本(部分)

二十二、 二十二、防水板设计
在独基加防水板、条基加防水板、桩承台加防水板基础中,防水板一般只用来抵抗水浮 力,不考虑其地基承载能力,上部结构荷重全部由基础承担。作用在防水板上的荷载有:地 下水浮力 qW 、防水板自重 qS 及其上建筑做法重量 qa ,均为荷载效应基本组合时的设计值,即 水浮力起控制作用时的荷载设计值,而不是荷载标准值。在建筑使用过程中由于地下水位变
98

第七章

基础计算结果

化,作用在防水板底面的地下水浮力也在不断改变,因此防水板是一种随荷载情况变化而变 换支承情况的复杂板类构件。 防水板在筏板布置时定义,在筏板布置菜单下输入防水板,并一定要在筏板定义对话框 中输入防水板的属性。 在基础计算时,程序对防水板自动进行二步计算。第一步是计算承受上部结构荷载的基 础,它们是非防水板的其它基础,如独立基础、桩承台、地基梁等,此时不考虑防水板的作 用;第二步计算将独立基础、桩承台、柱底、墙底作为支撑防水板的不动支座(没有竖向变 形) ,对防水板进行有限元计算和配筋计算;如果是地基梁,地基梁是防水板的弹性支座。 如果用户在布置的桩承台基础之间布置了地基梁,则第一步计算时,程序仅将桩承台作 为承受上部荷载的基础计算,而将桩承台之间的地基梁放在第二步和防水板共同计算,此时 的地基梁作为支撑防水板的弹性支座并和防水板共同受力,不会承受上部荷载。程序对于独 立基础周围布置的地基梁、防水板也是这样处理。 如果水浮力大于防水板自重+防水板上的覆土重,程序可将该部分反力施加到其它基础 上,自动计算出防水板对其它基础的弯矩和剪力的增大值。 对防水板的计算结果查看要在防水板设计菜单下进行。点该菜单后,屏幕右侧出现防水 板的计算与结果内容选项菜单。具体操作如下: 1、选择右侧菜单计算简图; 2、选择右侧菜单网格划分; 3、选择右侧菜单计算分析; 4、计算结果在右侧菜单选择查看。

图 7.31

防水板计算菜单

99

第七章

基础计算结果

图 7.32

防水板有限元计算的位移图

二十三、 二十三、等值线图
图中每个单元上显示一行值的计算结果都可以通过等值线显示,如桩反力、基底压力、X 向弯矩、Y 向弯矩、X 向剪力、Y 向剪力、沉降图等。但对于同时显示多组数据(如 XY 向弯 矩同时显示),不能通过绘制等值线显示。

二十四、 二十四、绘图选项
设置计算简图中显示的内容。 控制显示内容可从两个方面, 一个方面是控制构件的编号是 否显示,另一个方面是控制不同构件的是否显示。构件显示内容分为三类,一是上部结构,包 括柱、墙、节点、网格线、轴线号;二是基础构件,包括筏板、承台、地基梁、桩、拉梁、柱 墩、独立基础、墙下条基;三是有限元,包括结点、梁元、板元。 点取绘图选项菜单后, 出现显示控制对话框。 在显示控制对话框上还可以控制显示字符的 大小。

100

第七章

基础计算结果

图 7.33

绘图选项

101

第八章

技术条件

第八章 技术条件
第一节 独基计算 独基计算技术条件 计算技术条件
一、地基承载力计算
独立基础地基承载力计算计算采用荷载的标准组合, 并满足地基规范 5.2.1 条和 5.2.2 条的 规定。见以下公式: 当轴心受压时:

pk ≤ f a pk = Fk + Gk A

式中: Fk——相应于荷载效应标准组合时上部结构传至基础顶面的竖向力值;

Gk——基础自重和基础上的土重;
fa——修正以后的地基承载力特征值。当荷载组合中包含地震作用时取 faE,参见前一节 的内容。 当偏心受压时要同时满足:

pk ≤ f a pk max ≤ 1.2 f a
pk max = pk min Fk + Gk M k + A W F + Gk M k = k ? A W

在上式中 pkmin 小于0 (等价于 e≤b/6) , 即出现拉应力时上式的 pkmax 的计算方法不成立; 而应该按下式计算:

p k max =
各参数的含义参见下图:

2( Fk + Gk ) 3la

102

第八章

技术条件

图 8.1.1

偏心荷载下的基底压力计算示意图

上述规范中给出的计算方法是针对单向偏心荷载作用下的结果。 实际工程中双向偏心荷载 作用情况相当普遍,程序采用以下公式进行双向偏心荷载作用下承载力的计算:

pk max = pk min =

Fk + Gk M kx M ky + + A Wx Wy Fk + Gk M kx M ky ? ? A Wx Wy

当 Pkmin 小于0时按数值积分计算土反力分布。该方法假定土反力分布函数 p(x,y)=aX=bY+c 且当 p(x,y)<0 时令 p(x,y)=0。 在这种情况下, 计算结果文件中不但包括最大基底反力而且包括不受压面积与基础底面积 的比值。

二、冲切计算
基础内力计算采用荷载的基本组合, 并且采用基底静反力计算, 即在所有荷载作用下产生 的基底反力扣除土重和基础自重。 冲切计算是独立基础设计的一项重要内容。《建筑地基基础设计规范》8.2.7 条规定,“对 矩形截面柱的矩形基础,应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力;”(强制条 文)。“受冲切承载力应按以下公式验算:

Fl ≤ 0.7 β hp f t am h0

(8.2.7-1) (8.2.7-2)

am = (at + ab )

式中: at——柱宽或变阶处阶宽; ab——柱宽加 2 倍基础有效高度或阶宽加 2 倍冲切有效高度,当其值大于基础底面尺寸 时取基础底面尺寸;

103

第八章

技术条件

βhp——受冲切承载力截面高度影响系数
Pj——地基净反力; Al——考虑冲切荷载时取用的多边形面积; h0——冲切破坏锥体的有效高度; ft——砼抗拉设计强度。

Fl = p j Al

(8.2.7-3)

冲切计算采用承载能力极限状态下荷载的基本组合。 程序在计算独立基础时考虑了柱四个 边对基础的冲切,对于阶梯形基础还进行了每个变截面处的冲切计算。对于异型柱,程序取其 外接矩形作为冲切计算时柱的截面尺寸。 对于多柱基础,程序取多根柱的外接矩形作为冲切计算时柱的截面尺寸。见下图:
冲切计算面 冲切计算面 基础底面

柱截面

异型柱截面 基础底面

柱截面 图 8.1.3

柱截面

图 8.1.2

异形柱冲切计算图

多柱冲切计算图

当柱净距较大时对于多柱基础采用上面的计算模型不合理, 没有计算柱间的冲切或剪切计 算。由于对于多柱基础和墙下独基的设计计算,软件提供了有限元计算模型,这个问题就容易 解决了,此时可以平板式筏板基础的冲切计算模式对各柱单独计算,按照冲切计算面外扩 0.5 倍基础高度作为冲切临界面, 采用两种计算模型的冲剪计算考虑柱距比较大与多柱外包区域冲 切的临界面最小计算结果。
冲切计算临界面

柱截面

柱截面 柱截面 图 8.1.4 柱净距较大多柱冲切计算图图 8.1.5 独基配筋图

104

第八章

技术条件

三、剪切计算
受剪承载力应按下式验算:

Vs ≤ 0.7 β hs ft bw h0
式中: Vs——荷载效应基本组合下地基土净反力平均值产生的距内筒或柱边缘 h 处筏板单位宽 0 度的剪力设计值; bw——计算截面单位宽度; h0——距内筒或柱边缘 h0 处筏板的截面有效高度。 对于多柱基础计算参照冲切部分说明。

四、配筋计算
《建筑地基基础设计规范》8.2.7-3 条给出如图单向偏心荷载作用下,台阶高宽比不大于 2.5,偏心距小于等于 1/6 基础宽度时任意截面的弯矩公式,见下式: 沿长边方向的截面Ⅰ-Ⅰ处的弯矩:

MI =

1 2 2G a1 [( 2l + a ′)( Pmax + P ? ) + ( Pmax ? P )l ] 12 A 1 2G (l ? a′) 2 ( 2 B + b′)( Pmax + Pmin ? ) 48 A

另一方向上截面Ⅱ-Ⅱ处的弯矩:

M II =

式中: Pmax、Pmin——分别为基础底面边缘的最大和最小设计反力(kN/m2); G——考虑分项系数的基础自重与其上的覆土自重; A——基础底面积(m2) ; a1——任意截面Ⅰ-Ⅰ至基底边缘最大净反力处的距离(m); Pj——任意截面Ⅰ-Ⅰ处基础底面的设计反力(kN/m2); B 、L——基础的长、短边尺寸(m); b′ 、 a′ ——验算截面处的上部宽和高(m),如图所示; MⅠ、MⅡ——分别用于独基底板长向和短向的配筋; 配筋计算 基础底板配筋按下述经验公式计算:

As =

M 0.9 f y h0

配筋率的计算

105

第八章

技术条件

按照《混凝土结构设计规范》8.5.1 的注释 5 的描述,“受弯构件、大偏心受拉构件一侧受 拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受压翼缘面积 b f ′ ? b h f ′ 后的截面面积计算”。对于独立 基础,底板没有受压翼缘,如果用户填写了最小配筋率参数则程序按钢筋面积/混凝土全截面 面积计算。 程序在进行独立基础底板配筋计算时作了以下处理: 取荷载的基本组合按单向偏心计算,即分别计算 N 与 Mx 作用下的基底反力和 N 与 My 作用下的基底反力。 弯矩计算公式仅采用规范中 MI 的计算公式计算柱4个边的计算弯矩,并取使计算面一侧 基础边缘产生最大弯矩的荷载。这样 MI 的计算公式成立。 当基础底面为长宽相等时,基础底板双向配筋取相同值,配筋计算时基础有效高度 h0 取 双向较小值。 用户可以人为指定独立基础底板配筋是否受最小配筋率控制。 在独立基础参数中, 如果最 小配筋率填0则程序按《建筑地基基础设计规范》8.2.2-3 条“最小间距不宜小于 10mm,间距 不宜大于 200mm,也不宜小于 100mm”来控制最小配筋;如果最小配筋率不填0则程序按用 户指定的配筋率来控制最小配筋。

(

)

五、局部承压计算
《混凝土结构设计规范》附录 D.4.1 条规定,在结构截面尺寸急剧变化处应配置局部构造 钢筋。D.5.1 条给出素混凝土构件局部受压承载力应满足:

Fl ≤ ωβ l f cc Al
式中: ω——荷载分布影响系数:当局部受压面上的荷载为均匀分布时,取ω受压;当 局部荷载为非均匀分布时(如梁、过梁等的端部支承面),取 ω=0.75; βl ——混凝土局部承压时的强度提高系数; fcc——素混凝土构件的轴心抗压强度设计值,取 0.85fc; 《混凝土结构设计规范》6.6.1 条规定:配置间接钢筋的混凝土结构构件,其局部受压区 的截面尺寸应符合下列要求:

Fl ≤ 1.35β c β l f c Aln
βl =
Ab Al

(6.6.1-1)

《混凝土结构设计规范》6.6.2 条给出几种典型状态下的局部受压计算面积 Ab 的计算方 法, 其原则是 “局部受压面积与计算面积按同心对称的原则确定; 对于通常情况, 可按图 6.6.2 取用” 。
106

第八章

技术条件

第二节 承台桩基础计算技术条件
承台桩设计计算软件分为有限元计算与非有限元计算两部分, 对于单柱承台桩基础, 受力 比较明确, 完全采用规范的计算方法; 对于多柱承台桩基础、 墙下承台桩基础等复杂的桩基础, 软件同时提供与筏板相同的有限元分析模式和单柱承台桩基础规范的计算方法 (考虑多柱和墙 的多边形外包区域作为单柱)。 非有限元计算时, 当承台上为多柱和剪力墙或者短肢剪力墙等构件, 用户用围桩承台布置 好桩承台,在桩承台计算程序中,程序首先统计承台上所有竖向构件传来的荷载,在处理桩承 台上所有竖向构件的荷载时, 程序将剪力墙的均布荷载简化成节点荷载作用在程序虚拟的截面 为 100*100 的柱上。对于桩反力计算,计算原理同标准承台。 对于承台受弯计算, 程序将计算承台下每个桩截面及承台上每个上部构件截面两端的弯矩 值,找出不利截面、求出控制弯矩,得到计算配筋面积。 上部构件对承台的冲切、 剪切计算, 程序将承台上所有的构件外轮廓围区得到一个总体形 状,然后对此形状进行冲切、剪切计算校核。 在承台桩自动布置阶段, 内力分析与冲切、 剪切计算均采用单柱承台桩基础规范的计算方 法; 在计算分析阶段; 对于多柱承台桩基础、 墙下承台桩基础采用有限元计算分析, 内力分析、 沉降、冲剪计算等各种计算结果也以有限元计算分析结果为最终结果。

一、桩计算
1、桩顶作用效应计算 《桩基规范》5.1.1 条规定,对于一般建筑物和受水平力(包括力矩与水平剪力)较小的 高层建筑群桩基础, 应按下列公式计算柱、 墙、 核心筒群桩中基桩或复合基桩的桩顶作用效应。 轴心竖向力:

Nk =

Fk + Gk n

偏心竖向力:

N ik =

Fk + Gk M xk yi M yk xi ± ± n ∑ y 2j ∑ x 2j

水平力:

H

ik

=

H k n

107

第八章

技术条件

2、基桩竖向承载力计 基桩竖向承载力计算 《桩基规范》 5.2.1 条规定: 桩基竖向承载力计算向承载力计算应符合下列表达式的要求: 1)荷载效应标准组合: 轴心竖向力作用下

Nk ≤ R
偏心竖向力作用下除满足上式外,尚应满足下式的要求:

N k max ≤ 1.2R
2)地震作用效应和荷载效应标准组合: 轴心竖向力作用下

N Ek ≤ 1.25R
偏心竖向力作用下,除满足上式外,尚应满足下式的要求:

N Ek max ≤ 1.5R
3、基桩水平承载力计算 《桩基规范》5.7.1 规定:受水平荷载的一般建筑物和水平荷载较小的高大建筑物单桩 基础和群桩中基桩应满足:

H ik ≤ R h
式中:
H ik ——在荷载效应标准组合下,作用于基桩 i 桩顶处的水平力; Rh ——单桩基础或群桩中基桩的水平承载力特征值,单桩基础 Rh = Rha 。

4、程序对承台下桩的竖向承载力计算 程序对于桩的竖向承载力计算时,采用作用在承台底面的荷载效应的标准组合。 程序计算桩反力时,将对每一组标准荷载工况组合分别计算。每次计算时,根

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