基础设计部分

最近正打算学习10版PKPM的基础设计部分，在论坛上找了很久，发现关于JCCAD的具体参数设置的资料很匮乏。对于新手来讲，SATWE的参数讲义已经很全面，坛子上很容易便能找到，但真正复杂的JCCAD却很难系统的学习。因此便想开个帖子记录下自己的学习心得，一来总结自身知识，二来更是抛砖引玉——既然没有前辈总结，那我便自己总结出来再请前辈指导如何？关于本文的内容，首先要交代几点：一是我本身也是菜鸟一只，之前并没有系统研究过JCCAD，因此想在这里寻找权威的同学们要失望了，本文所能提供的仅仅只供参考，更多的需要大家的指点和勘误；二是由于工作较忙，不能像直播帖一样持续不断的进行下去，因此如果时间跨度比较长请大家不要责怪。若有爱心的同学，可以在跟帖中将自己的心得帖出来供大家学习。若单纯只是学习的同学，也请不要做无意义的顶贴，赚土木币的方式很多，单纯水帖的行为会影响大家的阅读，在此先行谢过。不多废话，进入正题。菜单一：【地质资料输入】首先要明确工程的基础形式，需不需要进行地质资料的输入。JCCAD用户手册将基础区分为两类，一类为无桩基础（包括天然地基或复合地基）。当不需要计算沉降变形时，可不输入地质资料；若需要进行沉降计算则必须输入，但只需输入土参数中的压缩模量、重度、土层厚度三项；另一类为有桩基础（包括桩承台或桩伐基础）。在进行单桩刚度和沉降计算时需要输入地质资料。此处土参数（除粘聚力）均需要详细输入。——刘民易《JCCAD基础设计禁忌》PS：关于不需要进行地基变形计算的建筑物范围，见《建筑地基基础设计规范》3.0.2条。土参数及标准孔点的土层参数均参照各工程勘探报告。在此应注意的是绝对标高与结构标高的换算关系。“如填0，要求地质资料标高系统与基础输入的结构标高系统要一致；如不是0，则地质资料与基础输入的结构标高系统可不一致。”——朱春明《JCCAD软件及基础设计》Ps：关于JCCAD内所有参数的标高输入，分两种情况。a,地质资料中可按相对标高，也可按绝对标高。目前大多采用绝对标高，此处标高与“基础人机交互输入”中的标高无关；b,“人机交互输入”中，“室外自然地坪标高”、“一层上部结构荷载作用点标高”、“基础底标高”等均为相对标高。地质资料的输入，相对于其后的人机交互输入及计算而言较易理解。后期若有其他问题再行补充。菜单二：【基础人机交互输入】“参数输入”----“地基承载力计算参数”系统提供了5种计算地基承载力的方法，总结为三类：综合法、抗剪强度指标法及净桩实验法。主要区别为：综合法中地基承载力特征值由实验或计算等多种方法综合确定，需进行后期修正；抗剪法的地基承载力特征值由土的强度指标与公式计算得出。目前一般工程均以综合法为常见：地基承载力特征值fak：此项为勘探报告提供的未修正数据；地基承载力宽度修正系数amb,地基承载力深度修正系数amd:参考《基础规范》5.2.4条修正公式，默认取值为0和1，不修正；基底以下土的重度（或浮重度）：初始值为20KN/m3。当地下水位较高时，土的重度为考虑水浮力的浮重度，数值约取8~10KN/m3；基底以上土的加权平均重度：初始值为20KN/m3；承载力修正用基础埋置深度d:初始值为1.2m。对于独基、条基及梁式基础从室内地面标高算起；对于有地下室的情况，采用筏板基础时应从室外地面标高算起；自动计算覆土重、单位面积覆土重：一般设计有地下室的条基、独基时，宜采用人工填写“单位面积覆土重”，其他类型选取“自动计算覆土重”。“参数输入”----“基础设计参数”室外自然地坪标高：按结构相对标高；基础归并系数：指独基和条基截面尺寸归并时的控制参数，初始值为0.2；拉梁承担弯矩比例：指由拉梁来承受独立基础或桩承台沿梁方向上的弯矩。承受的大小比例由所填数值决定，如填0.5就是承受50%，填1就是承受100%。初始值为0，出于保守考虑，取初始值，即拉梁不承担弯矩；结构重要性系数：初始值为1.0,，按《混凝土规范》3.3.2，不应小于1.0。“参数输入”----“其它参数”人防等级：按工程实际。底板、顶板静荷载自动区分；梁式基础的覆土标高：用于计算梁式基础的覆土重，按工程实际；地下水距天然地坪深度：该值用于计算水浮力，影响筏板重心和地基反力的计算结果。该值只对梁元法起作用。柱对平（筏）板基础冲切计算模式：默认取双向弯曲。未查到确切资料，希望有资料的同学补充一下。===========================================================四楼菜单三：【基础梁板弹性地基梁法计算】五楼菜单四：【桩基承台及独基沉降计算】六楼菜单五：【桩伐、筏板有限元计算】七楼菜单六：【防水板抗浮等计算】1.jpg(8.52KB,下载次数:65)2.jpg(56.25KB,下载次数:23)菜单三：【基础梁板弹性地基梁元法计算】PS：有个“弹性地基梁元法”的通俗解释，就是将基础按其梁肋（带肋筏板）、墙体（墙下筏板）、或柱下板带（柱下平板）离散化为T形或矩形截面的交叉梁系，然后按弹性地基梁方法求解梁内力，接着按《结构静力计算手册》中的查表法计算支撑在梁下或墙下的连续板，正如我们计算楼盖体系是一样的。梁元法所对应的就是板元法。弹性地基梁元法计算出的梁配筋偏大，但能给计算裂缝；桩筏筏板有限元计算出的梁配筋偏小，不能给计算裂缝。子菜单1：【基础沉降计算】本菜单用于按弹性地基梁元法输入的筏板（带肋梁或板带）基础、梁式基础、独立基础、条形基础的沉降。桩伐基础和无板带的平板基础则不采用此菜单，在【桩伐、筏板有限元计算】菜单中讨论。Ps1:基础沉降计算区分为刚性沉降计算和柔性沉降计算。刚性计算适用于基础和上部结构刚度较大的筏板基础；柔性计算适用于独基、条基、梁式基础、刚度较小或刚度不均匀的筏板等。Ps2:区格的设定，一般区格短向不少于5个，长向不少于7个；或长、宽约为2m~3m，总数不超过1000个。设置时尽量使区格与筏板边界对齐，一般区格的大小要反复调整几次才能达到理想状态。——《JCCAD用户手册》P101“沉降计算地基模型系数”：关于地基模型，是描述土体在外荷载作用下得反应的一种数学表达，合理选择模型直接影响地基反力和基础的沉降，且影响基础结构和上部结构的内力分布和变形。地基模型系数Kij，定义为第j块区格的单位压力对第i块区格中的点产生的应变的折减系数。简单说，K是一个折减系数，当i=j时，即同一区格下，K=1；当i≠j时，K取0~0.4。当K取0时，就成为文克勒地基模型，即忽略了地基中的剪应力；当K取1时，就接近弹性半无限体模型，基础边缘反力过大。一般软土取小值，硬土取大值。关于文科勒模型及广义文科勒模型，坛子里另一位同学总结的非常全面：。“沉降计算经验系数”：该值初始值为0，程序自动按《地基规范》给出的沉降计算经验系数进行沉降修正；“地基土承载力特征值”：未修正的承载力特征值；“基底至天然地面的平均土容重”：此项用于计算基底以上的土容重，计算沉降时，保守考虑可不计算浮重部分的土，取18~20KN/m3；“地下水深度（距室外天然地坪）”：此项用于计算基底水浮力，计算沉降时，保守考虑可将地下水深度取在基底以下位置；“沉降计算压缩层深度（包括埋深）”：对于筏板基础，程序自动按规范公式给出初始值；对于梁式基础、独立基础和墙下条形基础，程序可自动计算此值，选择“...深度自动确定”，此处填写的深度值不起作用；“回弹模量/压缩模量（加权平均）”：此项根据《地基规范》5.3.9计算。规范给出了计算公式，条文解释中也给出了算例，此计算公式的合理性仍处于质疑当中。该参数取0时，不考虑回弹影响或回弹再压缩影响；“考虑回弹影响的沉降计算经验系数”：当不考虑回弹影响时，该值取1；“按复合地基进行沉降计算”：按工程情况选取；“生成广义文科勒假定的基床......”:见“沉降计算地基模型系数”中文科勒假定的定义。选择此项后，各点的基床反力系数将在输入的反力系数附近上下变化，边角部大，中部小一些。变化幅度跟各点反力与沉降的比值有关。采用广义文科勒假定的条件：1、要有地质资料的详细数据；2、刚性底板假定；“用于弹性地基梁内力计算的基床反力系数”：查表可得，JCCAD用户手册附录C（P279）子菜单2:【弹性地基梁结构计算】【计算参数】【弹性地基梁计算参数修改】“混凝土强度及钢筋等级”：根据各工程情况；“梁翼缘与底板最小配筋率按0.15%取值”：如不选取，则自动按《混凝土规范》8.5.1规定为0.2和45ft/fy中的较大值；如选取，则按《混凝土规范》8.5.2规定适当降低为0.15%；“弹性地基基床反力系数”：取附录值；“抗弯按双筋计算考虑受压区配筋百分率”：初始值为0.15%，保守计算可填0.2%；“梁计算考虑抗扭刚度”：默认为考虑；若不考虑，则梁内力没有扭矩，但另一方向的梁的弯矩会增加；“弯矩配筋计算考虑柱子宽度而折减”、“剪力配筋计算考虑柱子宽度而折减”：在弹性地基梁元法配筋计算时，程序考虑了支座（柱）宽度的影响，实际配筋用的内力为距柱边B/3处得计算内力（B为柱宽），同时规定折减的弯矩不大于最大弯矩的30%。若选择此项，则相应的配筋值是用折减后的内力值计算出来的；“梁式基础梁肋向上（否则向下）”：按工程实际选择，一般在肋板式基础中，大部分基础都是使梁肋朝上，这样便于施工，梁肋之间回填或盖板处理；“选择考虑水浮力和进行抗浮验算”：选择此项将在梁上加载水浮力线荷载（反向线荷载），一般来说这个线荷载对梁内力计算结果没有影响，因为水浮力与土反力加载一起与没有水浮力的土反力完全一样。抗漂浮验算是验算水浮力在局部（如群房）是否超过建筑自重时的情况。当梁底反力为负，且超过基础自重与覆土等板面恒荷之和时，即意味该处底板抗漂浮验算有问题，应采取抗漂浮措施，如底板加覆土等加大基础自重方法，或采用其他有效措施；“梁计算时考虑柱刚度”：勾选此项时，程序会假定柱子在0.7H处反弯，考虑柱刚度可使地基梁转角减小一些。一般选择“按普通弹性地基梁计算”模式时，可选此项；当考虑了上部结构刚度时，一般无需再考虑柱子刚度影响（“按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁计算”时除外，具体可参见jccad用户手册P111）；“后浇带影响计算系数（0~1）”：暂无资料“柱下平板冲切计算模式”：暂无资料“请选择是否进行节点下底面积重复利用修正”：由于在纵横梁交叉节点处下的一块底面积被两个方向上的梁使用了两次，因此存在着底面积重复利用的问题。对节点下底面积重复利用进行修正，一般来说会增加梁的弯矩，特别是梁翼缘宽度较大时，修正后弯矩和钢筋将会增加。软件在一般情况下隐含值为不修正，对梁元法计算的柱下平板式基础隐含值是修正。建议按软件隐含值考虑；系统在弹性地基梁计算中给出了五种模式：⑴按普通弹性地基梁计算：这种计算方法不考虑上部刚度的影响，绝大多数工程都可以采用此种方法，只有当该方法时计算截面不够且不宜扩大再考虑其他模式；⑵按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁计算：该方法实际上是要求设计人员人为规定上部结构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。上部结构刚度相对地基梁刚度的倍数通过输入参数系统自动计算得出；只有当上部结构刚度较大、荷载分布不均匀，并且用模式1算不下来时方可采用，一般情况可不用选它；⑶按上部结构为刚性的弹性地基梁计算：模式3与模式2的计算原理实际上最一样的，只不过模式3自动取上部结构刚度为地基梁刚度的200倍。采用这种模式计算出来的基础几乎没有整体弯矩，只有局部弯矩。其计算结果类似传统的倒楼盖法。该模式主要用于上部结构刚度很大的结构，比如高层框支转换结构、纯剪力墙结构等;⑷按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基架计算：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。对于带剪力墙的结构，由于剪力墙的刚度凝聚有时会明显地出现异常，尤其是采用薄壁柱理论的TAT软件，其刚度只能凝聚到离形心最近的节