地基基礎(chǔ)設(shè)計及程序處理方法

1、1地基基礎(chǔ)設(shè)計及程序處理方法中國建筑科學(xué)研究院PKPMCAD工程部2概 述3地基基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容荷載上部結(jié)構(gòu)剛度局部承壓沉降計算承載力計算地質(zhì)資料基礎(chǔ)內(nèi)力、配筋計算4基礎(chǔ)設(shè)計的有關(guān)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(50007-2002)建筑結(jié)構(gòu)荷載荷載(GB50009-2001)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(50010-2002)建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001)人民防空地下室設(shè)計規(guī)范(GB50038-94)建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-94)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2002)高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程(JGJ6-99)上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范等。 5.荷 載6.1荷載組合類別和作用 三種組合

2、基本組合 基礎(chǔ)設(shè)計 標(biāo)準(zhǔn)組合(短期荷載) 用于承載力設(shè)計 裂縫計算 準(zhǔn)永久組合 沉降計算 其它荷載組合 人防荷載7.2基本組合81.2.1基本組合的形式 用于基礎(chǔ)的內(nèi)力、配筋等計算 三種組合形式 SSSSn2iQikciQik1Q1QGkGn1iQikciQiGkGSSSwkwwEvkEvEhkEhGEGSSSSS91.2.2分項(xiàng)系數(shù)取值（規(guī)范） G 取值為:對結(jié)構(gòu)有利取1.0抗浮計算取0.9永久荷載控制的組合取1.35其它取1.2 可變荷載分項(xiàng)系數(shù)取值為：一般取1.4標(biāo)準(zhǔn)值4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載取1.3101.2.3 活荷載折減設(shè)計樓面梁時按(4.1.2-1)條,根據(jù)樓面梁的

3、從屬面積或建筑樓板用途等因素確定的折減系數(shù)。PM導(dǎo)荷載時按選擇自動生成并傳給基礎(chǔ)程序設(shè)計墻、柱和基礎(chǔ)時的折減系數(shù)。通常輸入按樓層折減系數(shù)有裙房時的處理 111.3標(biāo)準(zhǔn)組合(也稱短期荷載 ) 用于地基承載力計算和裂縫寬度計算 SSSSn2iQikcik1QGkwkwEvkEhEvEhkGESSSSS121.3.1程序?qū)?biāo)準(zhǔn)組合的處理 標(biāo)準(zhǔn)組合相當(dāng)于將基本組合公式中荷載分項(xiàng)系數(shù)設(shè)為1.0 在抗震規(guī)范中沒有給出標(biāo)準(zhǔn)組合公式，程序按荷載規(guī)范的原則推導(dǎo)的。否則標(biāo)準(zhǔn)組合中豎向地震效應(yīng)的貢獻(xiàn)將大于其在基本組合中的貢獻(xiàn)，這違背與荷載規(guī)范的原則。 因此增加豎向地震效應(yīng)的組合值系數(shù) 13141.4準(zhǔn)永久組合 用于

4、基礎(chǔ)沉降計算 組合中不含地震和風(fēng) SSSn1iQikqiGk151.5人防荷載 梁元法采用頂板等效靜荷載的數(shù)值按比例作用在柱、墻上，然后進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計。 由于頂板等效靜荷載的數(shù)值比底板的大，在計算板的內(nèi)力和配筋時不必計算底板等效靜荷載。 板元法計算時要由用戶輸入頂板等效靜荷載和底板等效靜荷載，不平衡力樁或土承擔(dān)。 注意：板面荷載與板底荷載左右的時間差 16171.6荷載相關(guān)問題 當(dāng)前組合，目標(biāo)組合 TAT、SATWE“最大組合內(nèi)力簡圖”與JC“目標(biāo)組合”的差異 一層荷載作用點(diǎn)標(biāo)高 上部結(jié)構(gòu)柱、墻底內(nèi)力作為基礎(chǔ)設(shè)計的荷載（組成部分）180.019MNQ荷載作用點(diǎn)標(biāo)高M(jìn)=M+Q*HH20一層上部結(jié)構(gòu)

5、荷載作用點(diǎn)標(biāo)高影響：獨(dú)基，樁承臺；作用：剪力換算成彎矩H1H2GABCD211.7模擬施工過程 模擬施工荷載主要解決高層結(jié)構(gòu)(尤其是框剪結(jié)構(gòu))中準(zhǔn)確計算自重作用下的桿件(基礎(chǔ)中主要是框架柱和剪力墻)內(nèi)力問題 梁端位移 位移包括 本層以下柱墻荷載累計位移（無本層以上構(gòu)件） 本層荷載產(chǎn)生的位移 本層以上荷載對產(chǎn)生的位移 各層相對位移會對荷載分布產(chǎn)生影響 目前模擬施工方法 對于基礎(chǔ)一次加載和模擬施工荷載1相同 30層建筑D+L模擬施工荷載2與一次加載相差20%左右 模擬施工荷載2只能用于導(dǎo)算基礎(chǔ)荷載 模擬施工荷載3可以用于上部結(jié)構(gòu)計算也可用于基礎(chǔ)計算22a a 一層加載一層加載b b 二層加載二層加

6、載c c 三層加載三層加載模擬施工荷載123a a 一層結(jié)構(gòu)一層結(jié)構(gòu)b b 二層結(jié)構(gòu)二層結(jié)構(gòu)c c 三層結(jié)構(gòu)三層結(jié)構(gòu)模擬施工荷載1242529層框剪工程平面圖26一次性加載27模擬施工荷載128模擬施工荷載229模擬施工荷載330一次性加載和模擬施工荷載1： N=2797031模擬施工荷載2(D+L): N=3264432模擬施工荷載3(D+L): N=2937333341.8 荷載選用原則 不同計算模型導(dǎo)算的荷載總值相近，分布有差異 校核方法：選同工況“當(dāng)前組合”比較荷載總值 基礎(chǔ)型式： 獨(dú)立基礎(chǔ)（柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和樁承臺基礎(chǔ)） 可以是非同工況荷載，盡量多的荷載組合。PK，TAT,SATWE,P

7、MSAP 整體基礎(chǔ)（柱下條形基礎(chǔ)（基礎(chǔ)梁）、筏板） 同工況荷載。PM ,TAT,SATWE,PMSAP 墻下條形基礎(chǔ) 可采用PM荷載,磚混荷載。 荷載參數(shù)按需要調(diào)整351.8.1 地震作用 不考慮地震的天然地基及基礎(chǔ)，參見抗震規(guī)范4.2.1條1 砌體房屋2 地基主要受力范圍內(nèi)不存在軟弱黏性土層的下列建筑1) 一般單層廠房和單層空曠房屋2) 不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋3) 基礎(chǔ)荷載與2)項(xiàng)相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房3 本規(guī)范規(guī)定可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑361.9 荷載參數(shù)的調(diào)整根據(jù)建筑用途修改可根據(jù)樓層數(shù)進(jìn)行修改371.10吊車荷載問題 荷載 、荷載382.上部結(jié)構(gòu)剛度 為什么

8、要考慮上部結(jié)構(gòu)剛度 規(guī)范要求 挖掘基礎(chǔ)潛力 那些計算要考慮上部結(jié)構(gòu)剛度 沉降計算 內(nèi)力、配筋計算 考慮上部結(jié)構(gòu)剛度對計算結(jié)果的影響 考慮上部結(jié)構(gòu)剛度方法 倒樓蓋模型的適用條件392.1考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的方法 上部結(jié)構(gòu)的剛度對基礎(chǔ)內(nèi)力計算的影響 上部結(jié)構(gòu)為剛性，基礎(chǔ)在柱墻處的位移為同一平面（可傾斜）。 通過對上部結(jié)構(gòu)剛度矩陣的凝聚得到傳給基礎(chǔ)的剛度 把上部結(jié)構(gòu)等代成具有一定剛度的與基礎(chǔ)在柱墻節(jié)點(diǎn)處位移協(xié)調(diào)的交叉梁系，該梁系具有與地基梁相同的位置，這時需要輸入各網(wǎng)格間上部剛度相對與基礎(chǔ)的比值40412.2 倒樓蓋模型的適用條件 參見建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2002)的8.3.2條 上

9、部結(jié)構(gòu)剛度較好 荷載分布較均勻 條形基礎(chǔ)梁的高度不小于1/6柱距 計算結(jié)果邊跨跨中及第一內(nèi)支座的彎矩值要放大423 局部承壓計算 什么條件下需要進(jìn)行局部承壓計算 規(guī)范對那些部位有局部承壓要求 局部承壓計算方法 程序?qū)崿F(xiàn)43444.地質(zhì)資料輸入及樁初設(shè)計 目的 沉降計算（所有基礎(chǔ)） 承載力計算（樁基礎(chǔ)） 反力計算（樁基礎(chǔ)） 內(nèi)容土的重度土的重度、壓縮模量、水頭標(biāo)高 各層土的物理參數(shù)(特定應(yīng)力范圍下的壓縮模量，端阻系數(shù)，側(cè)阻系數(shù)等)，水頭標(biāo)高. 計算承載力時需要持力層圖的地基承載力特征值；454.1在JC程序中注意問題 標(biāo)高統(tǒng)一，絕對高程和結(jié)構(gòu)標(biāo)高有換算關(guān)系 地質(zhì)資料，基礎(chǔ)底標(biāo)高，一層荷載作用點(diǎn)標(biāo)

10、高必須在同一坐標(biāo)系 為了方便輸入地質(zhì)資料增加了參數(shù)“建筑0.00相對的絕對標(biāo)高”。程序自動換算絕對標(biāo)高與相對標(biāo)高 坐標(biāo)系單位為m，孔點(diǎn)和結(jié)構(gòu)平面有對應(yīng)關(guān)系 各孔點(diǎn)土層要一致，以保證能夠通過插值得到任意一點(diǎn)的土層信息?？c(diǎn)的個別土層厚度可以為零。 土名稱是代碼，參數(shù)可改，可名稱相同參數(shù)不同46也可以輸入海拔高度47484.2單樁承載力試算 目的： 已知樁的截面及擴(kuò)大頭尺寸和指定孔點(diǎn) 給出各層圖的承載力 按指定的樁長計算承載力49505、基礎(chǔ)沉降計算515.1沉降計算特點(diǎn) 對結(jié)構(gòu)的安全，建設(shè)成本影響大 離散性大，計算結(jié)果不準(zhǔn)確，需要對計算結(jié)果修正（各地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)） 沉降計算的核心是分層總和法 不

11、同性質(zhì)的土需要用不同的方法計算 無樁大開挖基礎(chǔ)考慮回彈再壓縮 各種基礎(chǔ)類型的沉降計算在后面分別介紹525.2基礎(chǔ)沉降公式niiiiiiazazEps111cccc)(沉降計算公式回彈再壓縮量計算niiiiisissazazEpss1110)(535.2.1壓縮層深度取值 壓縮層深度Zn有兩種判斷原則1： 按收斂原則判斷：由計算深度向上取厚度為Z的土層變形值。滿足以下條件：niinss1025. 0表5.3.6Zb(m)b2 2b4 4b88bZ(m)0.30.60.81.0Z=0.3(1+lnb)545.2.2壓縮層深度取值簡化公式 壓縮層深度Zn有兩種判斷原則2： 當(dāng)無相鄰荷載影響，基礎(chǔ)寬度

12、在1-30m范圍時，基礎(chǔ)中點(diǎn)的地基變形計算深度可按下列簡化公式計算 Zn=b(2.5-0.4lnb)555.2.3沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)s取值表5.3.5沉降計算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)s基底附加壓力加權(quán)平均值Es(MPa)2.54.07.015.020.0Pofak1.41.31.00.40.2Po0.75fak1.11.00.70.40.2 地區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗(yàn)確定 無地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時取下表的數(shù)值565.3獨(dú)立基礎(chǔ)沉降計算 可用彈性地基梁沉降計算菜單或樁基承臺及獨(dú)基沉降計算菜單 驗(yàn)算絕對沉降和相對沉降575.4墻下條基沉降計算 按柔性基礎(chǔ)計算 驗(yàn)算沉降差585.5地梁沉降計算 彈性地基梁 按柔性基礎(chǔ)計算 考慮相鄰基礎(chǔ)影

13、響 考慮基礎(chǔ)及上部剛度影響 方法： 常規(guī)方法計算沉降 計算各點(diǎn)的基于沉降的基床反力系數(shù) 用基于沉降的基床反力系數(shù)計算彈性地基梁的變形595.6 筏板基礎(chǔ)沉降計算（樁梁） 按整體基礎(chǔ)計算 帶裙房結(jié)構(gòu)分塊計算，控制沉降差 樁筏，樁梁可以考慮后澆帶 上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基共同作用 梁元法沉降計算時考慮方法 板元法沉降計算時考慮方法 和內(nèi)力計算一致 倒樓蓋模型，文克爾模型，明德林模型，改進(jìn)明德林模型605.6.1筏板基礎(chǔ)沉降計算 優(yōu)先采用縮小差異沉降的方法 分區(qū)域輸入筏板進(jìn)行沉降計算 按沉降完成的速度決定算法 修改土的壓縮模量 調(diào)整配筋615.7樁承臺沉降計算 樁承臺 最終沉降的計算采用單向壓縮分層總和

14、法，不同方法的區(qū)別在于土附加應(yīng)力的算法。 樁間距6d:可按實(shí)體深基礎(chǔ)法。 明德林應(yīng)力公式法626.承載力計算 荷載選取 地基承載力修正 是否地震作用 不同類型基礎(chǔ)計算特點(diǎn) 獨(dú)基、條基、樁承臺、單樁 基礎(chǔ)梁、筏板 樁筏)5 .0d()3b(ffmdbaka636.1獨(dú)基、條基和樁承臺承載力計算 承載力計算決定基礎(chǔ)底面尺寸 基礎(chǔ)底面形心確定 土重計算646.6.筏板承載力計算筏板承載力計算 筏板基礎(chǔ)屬于整體基礎(chǔ)，驗(yàn)算整體承載力滿足要求即可 P0fa,Pmax0 筏板基礎(chǔ)深度修正系數(shù) 基底標(biāo)高和室外地坪標(biāo)高 覆土重 外墻內(nèi)部按參數(shù)計算 外墻外部按室外地坪到筏板上表面計算（容重18）656.3基礎(chǔ)梁地

15、基承載力驗(yàn)算 按整體基礎(chǔ)算 基礎(chǔ)梁翼緣寬度與荷載相一致有利于荷載的傳遞 注意覆土標(biāo)高 承載力修正深度按室外地坪到基礎(chǔ)底標(biāo)高計算667.基礎(chǔ)內(nèi)力、配筋計算 柱下獨(dú)立基礎(chǔ) 墻下條形基礎(chǔ) 樁承臺 基礎(chǔ)梁 筏板677.柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計687.1承載力驗(yàn)算詳解承載力驗(yàn)算詳解分為三種情況無零應(yīng)力區(qū)單向偏心有零應(yīng)力區(qū)雙向偏心有零應(yīng)力區(qū)697.1.2 允許零應(yīng)力存在的情況允許零應(yīng)力存在的情況有零應(yīng)力區(qū)有零應(yīng)力區(qū)建筑抗震設(shè)計規(guī)范建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001)4.2.4條規(guī)定：條規(guī)定：高寬比大于高寬比大于4的高層建筑，在地震荷載作用下基礎(chǔ)底面的高層建筑，在地震荷載作用下基礎(chǔ)底面不宜出

16、現(xiàn)拉力；不宜出現(xiàn)拉力；其它建筑，基礎(chǔ)底面與地基土之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)其它建筑，基礎(chǔ)底面與地基土之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的超過基礎(chǔ)底面面積的15%。對于工業(yè)建筑，由于彎距相對于豎向力來說數(shù)值較大，對于工業(yè)建筑，由于彎距相對于豎向力來說數(shù)值較大，一般允許基礎(chǔ)底面存在零應(yīng)力區(qū)。一般允許基礎(chǔ)底面存在零應(yīng)力區(qū)。 707.1.3無零應(yīng)力區(qū)承載力驗(yàn)算無零應(yīng)力區(qū)承載力驗(yàn)算該情況相當(dāng)于規(guī)范中的軸心受壓或eb/6情況e0這時應(yīng)該滿足以下條件：這時應(yīng)該滿足以下條件：afAGNP0afWyMyWxMxAGNP2 . 10minmax717.1.4單向偏心允許零應(yīng)力存在的情況單向偏心允許零應(yīng)力存在的情況規(guī)范

17、給出了最大基底反力公式規(guī)范給出了最大基底反力公式可根據(jù)力平衡很容易得到各物理量之間的關(guān)系可根據(jù)力平衡很容易得到各物理量之間的關(guān)系要滿足零應(yīng)力區(qū)比例的要求要滿足零應(yīng)力區(qū)比例的要求Pmaxea3abFkGkkAA0afla2 . 13)G2(Fpkkmax727.1.5雙向偏心允許零應(yīng)力存在的情況雙向偏心允許零應(yīng)力存在的情況大部分文獻(xiàn)都是通過表格來計算的，不利于電算的實(shí)大部分文獻(xiàn)都是通過表格來計算的，不利于電算的實(shí)現(xiàn)。計算精度也存在一定的問題?，F(xiàn)。計算精度也存在一定的問題。另一種是采用數(shù)值計算的方法。另一種是采用數(shù)值計算的方法。 0y)p(x, 0y)p(x, cbyaxy)x,p令：如，（sdA

18、)y, x(PNsyxdA)y, x(PMsxydA)y, x(PM737.1.6程序?qū)α銘?yīng)力存在情況的處理程序?qū)α銘?yīng)力存在情況的處理程序中處理零應(yīng)力區(qū)情況程序中處理零應(yīng)力區(qū)情況在實(shí)際工程中雙向偏心情況居多，嚴(yán)格的單向偏心情況只在在實(shí)際工程中雙向偏心情況居多，嚴(yán)格的單向偏心情況只在排架柱中或框架結(jié)構(gòu)的個別柱下出現(xiàn)。排架柱中或框架結(jié)構(gòu)的個別柱下出現(xiàn)。單向偏心情況計算簡單，是精確解。因此程序先判斷單雙偏單向偏心情況計算簡單，是精確解。因此程序先判斷單雙偏心，然后再分別按不同的方法計算基底反力。心，然后再分別按不同的方法計算基底反力。程序采用數(shù)值計算方法時程序采用數(shù)值計算方法時不受壓面積不受壓面積4

19、0%迭代精度迭代精度1.0%程序運(yùn)行發(fā)現(xiàn)的問題程序運(yùn)行發(fā)現(xiàn)的問題荷載組合不同造成配筋時大偏心荷載組合不同造成配筋時大偏心7475Area_l:不受壓面積與底面積的比值767.1.7柱下獨(dú)立基礎(chǔ)內(nèi)力、配筋計算 計算內(nèi)容 底板抗彎計算 按單向偏心計算 柱對底板沖切計算 按單向偏心計算 多柱基礎(chǔ)存在的問題 暗梁抗剪，柱間沖切 板上配筋777.1.8柱下獨(dú)立基礎(chǔ)內(nèi)力、配筋計算公式 采用基本組合 按雙向雙側(cè)計算（只用MI） 配筋按經(jīng)驗(yàn)公式l )pp(AG2pp al 2a121Mmaxmax21I09 .0hfMAsy787.1.9獨(dú)基設(shè)計相關(guān)問題 線荷載的處理 構(gòu)造柱的處理797.1.10線荷載的處理

20、線荷載的處理獨(dú)立基礎(chǔ)計算時其上的線荷載作用獨(dú)立基礎(chǔ)計算時其上的線荷載作用優(yōu)先考慮的方法：分開優(yōu)先考慮的方法：分開迭代計算獨(dú)基底面范圍內(nèi)的線荷載迭代計算獨(dú)基底面范圍內(nèi)的線荷載NN+qlN+ql807.1.11構(gòu)造柱荷載的處理 僅有自重的構(gòu)造柱無基礎(chǔ)柱 有其他荷載傳來的構(gòu)造柱的處理生成獨(dú)基考慮荷載重疊分配荷載817.1.12基礎(chǔ)底面形心的確定原則： 與柱同心 荷載平移到基礎(chǔ)底面形心處調(diào)整方法 長寬比 底面形心與角度827.1.13獨(dú)立基礎(chǔ)抗剪問題 鋼筋混凝土基礎(chǔ) 沒有驗(yàn)算的原因 抗剪 抗沖切07 . 0hbfVth0mthplhaf7 . 0F參照筏板內(nèi)筒沖剪計算837.1.14淺基礎(chǔ)底板最小配筋

21、率 理解： l/h1.0(pk200kPa) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) l /h2.5 柱下平板 取值： 依據(jù)： 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范理解與應(yīng)用。中國建筑工業(yè)出版社2004.6lh847.2墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計 荷載相關(guān)問題 荷載選取 無柱節(jié)點(diǎn)荷載分配 基礎(chǔ)設(shè)計 相關(guān)問題857.2.1墻下條形基礎(chǔ)地基承載力設(shè)計 承載力控制基礎(chǔ)底面積 地基承載力可借鑒獨(dú)基部分 按單位長度線荷載計算 無柱節(jié)點(diǎn)荷載的分配 基底面積重復(fù)計算問題867.2.2底面積重復(fù)利用計算過程 按單位線荷載計算出所有墻下需要的條基寬度和計算面積 計算每段條基的計算面積和實(shí)際有效面積的比值k 按比例k放大條基寬度、反復(fù)迭代最后使實(shí)際

22、有效面積計算面積 給出每段條基的最終放大系數(shù) 歸并取整 給出整個工程的計算面積和實(shí)際面積87887.2.3雙墻基礎(chǔ)生成條件 兩個墻體所在的網(wǎng)格必需是平行且端頭對齊的 兩個墻體生成的條基底面重疊 墻間距大時需驗(yàn)算上部受拉鋼筋897.2.4墻下條形基礎(chǔ)內(nèi)力計算 計算內(nèi)容 剛性基礎(chǔ) 滿足擴(kuò)散角要求 素混凝土Pj300考慮抗剪 抗沖切計算 底板抗彎（配筋）計算AfVts366.0907.2.5剪力墻下條基的理解917.3樁承臺設(shè)計927.3.1樁基礎(chǔ)承載力設(shè)計 單樁基礎(chǔ) 按壓樁試驗(yàn)取值 極限承載力/2 初設(shè)計時按公式估算 樁極限端阻力，樁極限側(cè)阻力由靜載試驗(yàn)得到 程序提供計算工具 樁承臺 考慮群樁效應(yīng)

23、問題（sp一般在0.93-1.0） 考慮彎距作用ippukukaLquAqR2/RRsikkp937.3.2樁承臺基礎(chǔ)內(nèi)力計算 計算內(nèi)容 樁反力的計算樁反力的計算 柱柱對承臺的沖切計算，剪切計算 樁樁對承臺的沖切計算，剪切計算 底板抗彎（配筋）計算94N2jiy2jixixxMyyMnGFFMF1F2FnN957.3.3墻下樁承臺的處理 布置非承臺樁 圍區(qū)生成 注意圍區(qū)的邊界 筏板有限元計算967.4 整體基礎(chǔ)整體基礎(chǔ) 基礎(chǔ)形式包括：基礎(chǔ)梁（柱下條基）、筏板、梁樁、筏樁 計算模型：彈性地基梁法（梁元法）、樁筏有限元法（板元法） 適用范圍： 有樁時優(yōu)先采用樁筏有限元 基礎(chǔ)類型 柱下條形基礎(chǔ)：優(yōu)先

24、采用梁元法 平板基礎(chǔ)：優(yōu)先采用板元法 帶肋筏板基礎(chǔ)：根據(jù)梁和筏板的剛度貢獻(xiàn)決定 其他計算內(nèi)容： 重心校核 柱對平板的沖切 內(nèi)筒沖切、剪切計算977.4.1方案階段計算 重心校核 柱對平板基礎(chǔ)的沖切 內(nèi)筒沖切、剪切計算 按荷載分布調(diào)整基礎(chǔ)布置 基礎(chǔ)梁寬度 筏板厚度 樁布置987.4.1.1筏板重心較核 選用的荷載組合 帶裙房結(jié)構(gòu)的處理 產(chǎn)生差異的原因： 荷載 梁布置情況 地下水AW0.1e 997.4.1.2柱下平板基礎(chǔ)抗沖切計算 計算公式 破壞面的確定 加柱墩的影響抗沖切配筋板下柱墩注意事項(xiàng)1007.4.1.3平板基礎(chǔ)內(nèi)筒沖減計算 注意事項(xiàng) 土反力的取值 內(nèi)筒外圍計算 凹角情況10110210

25、37.4.1.4按荷載考慮翼緣寬度的方法 可以先按柱周圍基礎(chǔ)梁（腹板部分）的剛度的比例將節(jié)點(diǎn)荷載分配到各段基礎(chǔ)梁上， 再疊加上墻傳來的線荷載， 根據(jù)合并后的荷載估算各段基礎(chǔ)梁翼緣的寬度。 經(jīng)過彈性基礎(chǔ)梁計算，得到基礎(chǔ)梁的內(nèi)力和基礎(chǔ)底反力， 再對基礎(chǔ)梁的截面和翼緣寬度進(jìn)行調(diào)整調(diào)整。 1047.4.1.5基礎(chǔ)梁設(shè)計方案的調(diào)整設(shè)計方案的調(diào)整 在彈性地基梁設(shè)計時，需要根據(jù)計算結(jié)果反復(fù)調(diào)整設(shè)計方案。主要進(jìn)行以下調(diào)整： 根據(jù)梁的內(nèi)力（彎矩、剪力）調(diào)整基礎(chǔ)梁翼緣寬度?；A(chǔ)梁翼緣寬度會影響土反力，從而影響基礎(chǔ)的內(nèi)力。 設(shè)置挑梁，平衡端跨梁支座彎距。 采取增加梁的截面和數(shù)量、提高混凝土強(qiáng)度等級等方法提高基礎(chǔ)梁的

26、抗剪能力。 改變計算方法，使計算結(jié)果更符合實(shí)際情況。如考慮上部結(jié)構(gòu)剛度、不考慮抗扭剛度。 作地基處理 105實(shí)例：巴黎城實(shí)例：巴黎城梁截面抗剪強(qiáng)度不足的數(shù)量基本沒有混凝土強(qiáng)度等級C402倍的等代上部結(jié)構(gòu)剛度不考慮抗扭剛度梁截面抗剪強(qiáng)度不足數(shù)量又減少了40%左右混凝土強(qiáng)度等級C403倍的等代上部結(jié)構(gòu)剛度計算時梁截面抗剪強(qiáng)度不足數(shù)量又減少了50%左右?；炷翉?qiáng)度等級C401倍的等代上部結(jié)構(gòu)剛度計算梁截面抗剪強(qiáng)度不足數(shù)量減少了50%左右。增加混凝土強(qiáng)度等級C30C40采用普通彈性地基梁模式計算，有相當(dāng)多的梁截面抗剪強(qiáng)度不足。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級采用C30抗減強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果方案調(diào)整措施1067.4.1.6優(yōu)

27、化布樁方法 優(yōu)化目的 降低基礎(chǔ)截面、配筋 梁樁基礎(chǔ)優(yōu)化方法 筏板樁基礎(chǔ)優(yōu)化方法1071087.4.2整體基礎(chǔ)內(nèi)力計算要點(diǎn) 上部結(jié)構(gòu)剛度（見前） 土反力和變形對基礎(chǔ)的影響 計算方法 計算結(jié)果解讀1097.4.2.1土反力和變形對基礎(chǔ)的影響 基底土反力的分布情況。 均勻分布 土對基礎(chǔ)的反力作用與土的變形有關(guān) 文克勒地基模型基床反力系數(shù)是常、量。 廣義文克勒模型基床反力系數(shù)是變量。 參見高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范(JGJ6-99)附錄C中間反力小邊部反力大 土體內(nèi)應(yīng)力分布 布辛奈斯克應(yīng)力公式 Mindlin應(yīng)力公式 1107.4.2.2彈性地基梁計算方法 適用條件 文克勒模型 假設(shè)土為相互獨(dú)立的

28、彈簧 彈簧剛度即為基床反力系數(shù) 基床反力系數(shù)為常量 廣義文克勒模型 假設(shè)土相互之間有影響 基床反力系數(shù)為變量 參見高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范(JGJ6-99)附錄C中間反力小邊部反力大111文克勒模型的基床反力系數(shù)取值基床反力系數(shù)K的推薦值地基一般特性土的種類K(KNm3)松軟土流動砂土、軟化濕土、新填土流塑粘性土、淤泥及淤泥質(zhì)土、有機(jī)質(zhì)土10005000500010000中等密實(shí)土粘土及亞粘土:軟塑的可塑的輕亞粘土:軟塑的可塑的砂土:松散或稍密的中密的密實(shí)的碎石土:稍密的中密的黃土及黃土亞粘土100002000020000400001000030000300005000010000150

29、0015000250002500040000150002500025000400004000050000密實(shí)土硬塑粘土及粘土硬塑輕亞土密實(shí)碎石土400001000005000010000050000100000極密實(shí)土人工壓實(shí)的填亞粘土、硬粘土100000200000堅硬土凍土層2000001000000巖石軟質(zhì)巖石、中等風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化的硬巖石微風(fēng)化的硬巖石2000001000000100000015000000樁基弱土層內(nèi)的摩擦樁穿過弱土層達(dá)密實(shí)砂層或粘土性土層的樁打至巖層的支承樁100005000050001500008000000摘自本院地基所(TJ774)修改序號16“筏式基礎(chǔ)的設(shè)計和計

30、算”專題報告的附件之二。1127.4.2.3梁元法計算復(fù)合地基 勘察報告（地基處理報告）給出處理后的基床反力系數(shù)： 需要按作地基處理的部位修改基床反力系數(shù)； 沒有提供處理后的基床反力系數(shù) 需要按照地基處理后土的壓縮模量與原有土的壓縮模量的比值調(diào)整基床反力系數(shù) 按地基承載力改變的情況調(diào)整基床反力系數(shù)。1137.4.2.4伸縮縫的處理伸縮縫的處理 設(shè)計成單肋梁 伸縮縫處一般都有兩道平行網(wǎng)格線（軸線）。 定義寬梁輸入在其中荷載較大的一條軸線上。 沒有布置梁的軸線上的柱所在節(jié)點(diǎn)必須有梁連接 沒有布置梁的軸線上的線荷載需要導(dǎo)算到布梁的網(wǎng)格線上 為了保證基礎(chǔ)剛度的連續(xù)，搭在另外一根軸線上的橫向梁需要通過短

31、梁連接伸縮縫處基礎(chǔ)梁上。 設(shè)計成雙肋梁 只需布置兩根梁并布置筏板當(dāng)做梁的翼緣即可。 兩根梁之間應(yīng)該有橫向的梁相連。 1141157.4.2.5筏板基礎(chǔ)抗剪、抗沖切計算 按板格計算 平板基礎(chǔ)內(nèi)筒沖、剪計算沖切計算和剪切計算的位置不同內(nèi)筒外邊緣的確定1167.4.2.6彈性地基梁板人防計算 不接上部結(jié)構(gòu)的結(jié)果 荷載傳遞路徑人防頂板-柱子、墻體-彈性地基梁 荷載取值輸入人防等級修改等效靜荷載1171187.4.3筏板有限元計算方法 計算模型及規(guī)范 常見問題1197.4.3.1樁筏有限元計算中土反力模型 彈性地基梁板模型 上部結(jié)構(gòu)剛度小 簡化模型 倒樓蓋模型 上部結(jié)構(gòu)剛度大 彈性理論有限壓縮層模型 上

32、部結(jié)構(gòu)剛度小 規(guī)范推薦 修正的彈性理論有限壓縮層模型 上部結(jié)構(gòu)剛度小 1207.4.3.2樁間土的作用 彈性地基梁板模型 以基床系數(shù)表示 倒樓蓋模型 以分擔(dān)百分比表示 彈性理論有限壓縮層模型 自動計算 修正的彈性理論有限壓縮層模型 自動計算1217.4.3.3基礎(chǔ)形式及規(guī)范 基礎(chǔ)形式，工程所在地區(qū)不同采用不同規(guī)范 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB5007-2002 ：天然地基或常規(guī)樁基 地基處理規(guī)范JGJ79-2002 ：復(fù)合地基 建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-94 ：樁土共同分擔(dān)計算方法 上海1999年的地基規(guī)范 ：沉降控制復(fù)合樁基 ，先由樁承擔(dān)再由土承擔(dān)1227.4.3.4復(fù)合地基深度 有樁 地基處

33、理深度按樁長計算 無樁 輸入地基處理深度1231247.4.3.5有限元法常見問題 應(yīng)力集中 柱周圍 墻周圍 配筋方式 平均配筋1257.4.3.6承臺梁基礎(chǔ)的分析 按梁元計算，不用劃分單元 計算結(jié)果按梁方式輸出 梁彎矩圖，剪力圖，配筋圖 區(qū)分承臺梁和單樁單柱的拉梁 按柱最大軸力的按抗拉壓計算1261271281299.4.4梁元法與板元法的差異 梁元法 將筏板對剛度的貢獻(xiàn)折算成基礎(chǔ)梁的翼緣。程序的處理方法是按筏板的面積除以周圍基礎(chǔ)梁的總長當(dāng)做基礎(chǔ)梁一側(cè)的計算翼緣寬度。 板元法 筏板按板單元計算，肋梁是按矩形梁單元計算。 由于兩種模型中梁的剛度是不同的，得到的內(nèi)力和配筋會有差異。1307.4.5不等厚筏板處理 子筏板概念 筏板厚度