JCCAD基礎工程設計實例全面解析

1、基礎工程設計實例全面解析基礎荷載地質(zhì)資料的輸入天然地基設計地基基礎變形計算樁基礎設計復合地基的設計地質(zhì)資料的輸入標高的含義：絕對：根據(jù)地質(zhì)勘探報告給出的大地坐標直接 輸入即可；相對：相對于結(jié)構(gòu)處；地質(zhì)資料輸入：孔點標高、探孔水頭標高、土層底 標高（不一定填黃海高程）基礎人機交互輸入：室外自然地坪標高、一層上部 結(jié)構(gòu)荷載作用點標高，基礎底標高孔點坐標的單位：m如何查看標高輸入的合理性 ？基礎交互輸入中所有的標高應與結(jié)構(gòu)標高一致點柱狀圖/土剖面圖地質(zhì)資料的輸入不同基礎類型對土的物理力學指標有不同要求，在JCCAD中可以把地質(zhì)資料分為兩種情況：無樁時：壓縮模量、重度、土層厚度有樁時：壓縮模量、重度、

2、狀態(tài)參數(shù)、 內(nèi)摩擦角和粘聚力JCCAD軟件進行基礎設計，是否一定要輸入地質(zhì)資料？不一定無樁基礎：沉降計算有樁基礎：單樁剛度、沉降計算所有土層的壓縮模量不能為零。若地勘報告未給土層參數(shù)，則使用程序默認地質(zhì)資料的輸入地質(zhì)資料輸入的步驟：第一步，土參數(shù)、土層布置第二步，孔點輸入第三步，點位編輯孔點的輸入方法：1、PMCAD的方法；2、在平面上輸入孔點時可導入?yún)⒄請D形（文件/插 入圖形，先用AutoCAD畫出點位，dwg轉(zhuǎn)T）， 修改各孔點土層參數(shù)（用點位編輯）關(guān)鍵點：全部輸入一般點：選代表性的歸納出有必要的孔點，不過多或過少地質(zhì)資料的輸入地質(zhì)資料的輸入如何應用JCCAD軟件的地質(zhì)資料輸入，進行樁基礎

3、設計方案的人工初設計？各種樁長范圍的豎向承載力特征值，通過多點的比較和各種樁徑、施工方法的比較，幫助設計人員確定比較合理可行的施工方法和樁徑、樁長。校核：點柱狀圖 樁承載力（抗拔樁特征值） 參數(shù)修改，沉降計算地質(zhì)資料的輸入地質(zhì)資料的輸入地質(zhì)資料的輸入基礎荷載關(guān)于荷載的問題：PM恒+活、磚混荷載、TAT、 SATWE、PMSAP荷載磚混墻下條基：PM恒+活、磚混荷載其余類型：TAT、SATWE、PMSAP荷載初設計：PM恒+活獨立式基礎：如柱下獨基和樁承臺，在設計時彎矩對計算結(jié)果的影響很大，不應該被忽略，采用PM恒+活計算結(jié)果可能偏小獨立基礎一定不要用PM恒+活，可能彎矩起控制作用，尤其是工業(yè)廠

4、房基礎荷載PM荷載和磚混荷載的區(qū)別恒+活有節(jié)點荷載，磚混荷載無節(jié)點荷載，其 節(jié)點荷載被均布到墻上。2.當磚墻上有集中力時，磚混荷載無論集中力下有 無構(gòu)造柱，該集中力是均布到墻上的。 而PM恒+活則不同：a.墻段中有主梁傳來的節(jié)點力時，節(jié) 點力是直接傳到基礎；b.集中力直接作用在墻上時，集中 力均攤成墻段上的均布荷載。3.在磚混荷載中，同一軸線上的連續(xù)墻體荷載是相同的， PM恒+活一般是不同的。存在樓層數(shù)不同，同一軸線上 荷載相差較大時最好讀取PM恒+活。磚混結(jié)構(gòu)墻下條基，當同一軸線上的荷載分布均勻時可以選用磚混荷載；當存在樓層高度不同，立面位置有突變，傳到基礎的荷載分布不均勻時，應該采用PM恒

5、+活注：如果柱周圍沒有墻與之相連，則其所在節(jié)點的荷載就會丟失基礎荷載關(guān)于傳到基礎的活荷載折減在SATWE軟件中對柱、墻和基礎的活荷載折減值只傳到該軟件中的底層最大組合內(nèi)力，并沒有傳給JCCAD基礎軟件。JCCAD在讀取SATWE荷載時只讀取內(nèi)力標準值，再自動進行組合。在JCCAD軟件中如何考慮活荷載折減？如果設計人員希望按照規(guī)范的要求考慮柱、墻和基礎的活荷載折減，可在【荷載參數(shù)】中人為輸入活荷載折減系數(shù)在PM交互輸入的樓面折減系數(shù)不僅影響梁的設計也影響柱和基礎的設計（與樓層折減系數(shù)連乘）PM折減系數(shù)：算兩次 第一次折減 計算梁 第二次不折減 計算豎向構(gòu)件基礎荷載關(guān)于上部設計軟件SATWE、PM

6、SAP、TAT中特殊荷載的計算，傳到JCCAD的問題（人防荷載、吊車荷載、特殊風荷載、溫度荷載）？目前JCCAD軟件未讀取PK和STS輸入計算的吊車荷載，JCCAD軟件可以考慮。新版（2008版）JCCAD軟件斜撐荷載可以傳到基礎程序中，在SATWE、TAT、PMSAP軟件中計算的斜撐荷載可以傳到基礎程序中。基礎設計應考慮地震效應組合。天然地基設計與天然地基基礎設計相關(guān)的常見問題相關(guān)規(guī)范：獨立基礎、墻下條基：柱下條基：筏板基礎：JCCAD軟件在計算修正后的地基承載力時未采用【基本參數(shù)】中輸入的“承載力修正用的基礎埋置深度d值”，而采用“筏板底標高”與“室外自然地坪標高”二者的差值來計算公式中的

7、d值。筏板基礎計算時，室外地坪標高應改為差值。關(guān)于梁式基礎覆土重計算的幾個相關(guān)標高：天然地基設計關(guān)于JCCAD覆土重的計算：單位面積覆土重的計算與自動計算覆土重只對獨基和墻下條基起作用，對其他類型的基礎不起作用關(guān)于柱下獨立基礎和墻下條形基礎計算覆土重的兩個參數(shù)：自動計算覆土重時有用天然地基設計對獨基僅施工圖有用對筏基有用，承載力驗算中深度修正d對肋梁筏板，在確定覆土重時有用，承載力驗算無用對獨基及樁承臺有用，VH，其它無用覆土重天然地基設計筏板基礎的覆土重如何合理輸入：采用“板元法”時，需要設計人員在【筏板荷載】“筏板上單位面積覆土重”中人為填寫。一、定義和輸入里外兩塊板，再分別在【筏板荷載】

8、中人工輸入懸挑和室內(nèi)部分的“筏板上單位面積的覆土重”，程序自動識別。二、定義和輸入一塊板，在【筏板荷載】中的“筏板上單位面積覆土重”和“筏板挑出范圍單位面積覆土重”分別輸入板上和挑出部分的單位面積覆土重，程序自動根據(jù)筏板布置的軸線識別。（有可能重心校核中不導懸挑部分）建議不用天然地基設計如何確定JCCAD軟件中的基床反力系數(shù)K物理意義：單位面積地表面上引起單位下沉所需施加的力 （反映地基剛度的大?。┯绊懸蛩兀和恋念愋?、基礎埋深、基礎底面積的形狀、基礎 的剛度及荷載作用時間等計算方法：靜載試驗法、按基礎平均沉降Sm反算和經(jīng)驗值法 （主要是根據(jù)文克爾地基模型提出來的）K值的分布：與地基反力密切相關(guān)

9、如何采用JCCAD軟件確定基床反力系數(shù)：已知沉降計算K值：【總面荷載值（準永久值）/平均沉降】未知沉降計算K值：建議一般情況下采用程序計算的結(jié)果天然地基設計關(guān)于模擬施工模擬施工1、2、3的區(qū)別：“模擬施工3”是分層剛度分層加載方法“模擬施工1”是整體剛度分層加載方法“模擬施工3”大大改善了“一次加荷”和“模擬施工1”中的豎向剛度不均勻造成豎向荷載傳遞不合理現(xiàn)象。“模擬施工2”是專為基礎設計生成，是一種人工近似。天然地基設計關(guān)于模擬施工模擬施工在地基基礎設計中的應用建議：優(yōu)先采用“模擬施工3”+上下部結(jié)構(gòu)共同作用 其次“模擬施工1”+上下部結(jié)構(gòu)共同作用 再“一次加荷”+上下部結(jié)構(gòu)共同作用 “模擬

10、施工2”（不應考慮上下部結(jié)構(gòu)共同作用）天然地基設計關(guān)于考慮上部結(jié)構(gòu)剛度對基礎沉降和內(nèi)力的影響規(guī)范的相關(guān)規(guī)定考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的計算方法：a.按TAT、SATWE、PMSAP的凝聚的上部結(jié)構(gòu)剛度計算；b.倒樓蓋模型；c.不考慮上部結(jié)構(gòu)剛度考慮和不考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的計算，對地基基礎沉降、內(nèi)力及配筋的影響 (上部結(jié)構(gòu)計算時假設基礎不變形，是固端約束，差異沉降會在基礎中產(chǎn)生次應力)天然地基設計柱下獨立基礎最小配筋率在地基規(guī)范中并沒有要求柱下獨基必須滿足最小配筋率的要求。但混凝土規(guī)范中在條規(guī)定對單向混凝土板，其單位長度分布鋼筋面積不宜小于該方向板截面面積的0.15%。因此在工程界，對是否應該執(zhí)行最小配筋率

11、還存在爭論。JCCAD軟件在“自動生成”所彈出的對話框中給出此項選擇，缺省為0，程序?qū)⒆钚∨浣盥士刂圃?.15%。天然地基設計框架結(jié)構(gòu)的填充墻荷載處理的正確方法：框架結(jié)構(gòu)的填充墻其荷載應該按照“附加點荷載”輸入到拉梁兩端基礎所在的節(jié)點上。附加點荷載先要與上部結(jié)構(gòu)各組荷載疊加，再進行基礎計算。注意：填充墻下設置拉梁，不要將均布荷載輸入到網(wǎng)格上，否則會自動生成墻下條形基礎，另外填充墻荷載不能有效地分配到獨基上，造成柱下獨基不安全。天然地基設計能否將拉梁及其以下框架部分作為一個結(jié)構(gòu)標準層進行設計？從軟件的角度講，可以。具體設計方法:第一種方法：設“拉梁層”的框架結(jié)構(gòu)建兩個模型A、將柱嵌固在基礎頂B、

12、多建一層拉梁層，參數(shù)設為1層地下室，約束剛度比為1，樓板厚度輸0，恒、 活載為0，填充墻荷載作為線荷載作用于拉梁上柱子應取兩模型計算結(jié)果的大值第二種方法：取拉梁所拉結(jié)的柱子中軸力最大者的1/10為拉梁的軸拉（壓）力，按軸心受拉（壓）構(gòu)件設計，柱基礎宜按偏心受壓考慮。當以拉梁平衡柱底不平衡彎矩時，框架抗震等級為一、二級時，柱底彎矩組合設計值應乘以，的增大系數(shù)，JCCAD沒有考慮。多層框架基礎設計可以不考慮抗震天然地基設計承載力計算時基礎底面受拉面積/基礎底面積：（）0表示基礎底面全截面受壓（eb/6時，豎向力不起控制作用，修改承載力特征值，基底尺寸不改變。起控制作用，JCCAD中無此組合。天然地

13、基設計柱下獨立基礎加防水板的合理設計優(yōu)點：傳力簡單、明確，費用低輸入方法：獨基/自動生成=筏板/圍區(qū)生成（注意頂標高、底標高）=樁筏有限元（防水板的基床系數(shù)為0）計算處理：作用在防水板上的荷載有地下水浮力、 防水板自重、其上建筑做法。在防水板下設一定厚度的易壓縮材料（軟墊層）如聚苯板、松散焦渣等，這時防水板僅考慮地下水浮力的作用，不考慮地基土反力的作用。天然地基設計墻下條形基礎根據(jù)地基規(guī)范第條第1款的規(guī)定：墻下條形基礎相交處，不應重復計入基礎面積。條形基礎設計主要為確定每段墻下條基寬度，和鋼筋砼條基的內(nèi)力計算。在寬度計算時，程序會計算相鄰基礎對每一段條基的影響，并據(jù)此放大條基寬度以滿足規(guī)范不重

14、復計入基礎面積的要求。程序先根據(jù)單位長度線荷載計算出基礎寬度，并以此計算出條基的計算面積。再根據(jù)相鄰基礎的情況，計算出每段條基的實際面積。根據(jù)計算面積與實際面積的比值調(diào)整基礎寬度，并得到新的條基實際面積。反復調(diào)整直到計算面積與實際面積一致為止。天然地基設計彈性地基梁基礎（柱下條形基礎）考慮基礎及上部結(jié)構(gòu)剛度的沉降計算：一種是假定基礎完全柔性另一種是假定基礎為剛性新的一種方法，這種方法考慮到基礎及上部結(jié)構(gòu)剛度及荷載分布不同的影響和地質(zhì)條件及地基土體之間的相互作用的影響。新方法利用剛性假定或柔性假定方法計算出來沉降值和反力值，反算出地基剛度值，將該值替代彈性地基梁計算中的基床反力系數(shù)。剪力墻的條形

15、基礎采用基礎梁（柱下條基），輸入并按彈性地基梁計算比較好。天然地基設計彈性地基梁結(jié)構(gòu)計算模式選擇模式1是指彈性地基梁結(jié)構(gòu)計算時不考慮上部結(jié)構(gòu)剛度影響（最常用，一般推薦使用）模式2是指進行彈性地基結(jié)構(gòu)計算時可考慮一定等代剛度的影響模式3是指進行彈性地基結(jié)構(gòu)計算時將等代上部結(jié)構(gòu)剛度考慮得非常大模式4是SATWE或TAT計算的上部結(jié)構(gòu)剛度（用子結(jié)構(gòu)方法凝聚到基礎上，該方法最接近真實情況，用于框架結(jié)構(gòu)非常理想）模式5是倒樓蓋方法（一般不推薦使用）天然地基設計筏板基礎筏板基礎重心校核的實質(zhì)（僅限高層）首先看承載力(標準組合)是調(diào)整后的結(jié)果，可調(diào)整“室外地坪標高”；然后筏板重心校核(準永久組合)大底盤或多

16、塔時，可僅在單塔處設置筏板，校核。樁筏基礎不顯示筏板重心校核結(jié)果天然地基設計梁板式筏基重心校核，在JC人機交互輸入中有兩處顯示，顯示結(jié)果不同的原因?荷載問題地下水的影響 筏板重心校核中的基底反力未考慮 基礎人機交互退出時的基底反力考慮建議不考慮重心校核/筏板重心結(jié)束退出/顯示由于有些軸線上沒有布置梁或板帶，造成荷載導算時沒有分配到梁或板帶上，從而使兩種方式所產(chǎn)生的重心校核值不一致 天然地基設計結(jié)合工程實例，梁元法與板元法計算同一基礎，為什么結(jié)果差異很大？1.梁的計算：梁元法：T形梁；板元法：矩形梁2.板的計算：梁元法，四邊嵌固的樓蓋方式，不考 慮板與梁的整體彎曲作用3.地基反力的計算：a.采用

17、地基梁計算得出的周邊節(jié)點平均彈性地基凈反力；b.采用交互輸入顯示的板底平均凈反力。梁元法，a或b；板元法：b4.基床反力系數(shù)5.砼彈性模量折減系數(shù)：梁元法，；板元法，在 “模型參數(shù)”中自定義。天然地基設計采用梁元法計算的地梁和底板可進行裂縫寬度驗算；基礎裂縫寬度遠較上部結(jié)構(gòu)大。軟件計算不準確，很大，不用控制，僅需構(gòu)造加強（大體積砼裂縫）受力以梁主，用梁元法計算（基礎偏柔）；受力以板為主，用板元法計算。天然地基設計關(guān)于抗浮驗算和水浮力的計算：提供用于計算地下水浮力的設計水位。恒??；恒浮基礎宜埋置在地下水位以上，如必須在以下時，應采取地基土在施工時不受擾動的措施。天然地基設計平板式筏形基礎的內(nèi)筒沖

18、剪規(guī)范的相關(guān)規(guī)定設計中應該注意的問題：選內(nèi)筒/輸懸挑寬度筏板布置時，多塊盡量不交疊，盡量錯開，大板包小板，斜角的要添加軸線后再布置筏板關(guān)于柱墩與變厚度筏板的區(qū)別：JCCAD在進行帶“柱墩”筏板的設計計算時，只考慮“柱墩”對柱根部的抗沖切作用，不考慮其剛度貢獻。規(guī)范中變厚度筏板區(qū)域要進行抗沖切計算，軟件中未考慮底平形變厚度筏板基礎，一般不宜采用頂平形變厚度筏板基礎，如必要時，可采用元寶形變厚度筏板基礎。天然地基設計高層建筑筏形基礎與裙房基礎的設計如何確定主樓荷載對裙房的影響范圍的方法：應力擴散計算沉降差異的主要方法：后澆帶的設計：0 不設 主樓與裙房整體設計1 永久設 主樓與裙房之間設置永久沉降

19、縫0.5 完成一半 主樓與裙房之間設置施工后澆帶后澆帶一般情況下盡量布置在主樓外延一跨范圍外是比較合理的。太薄的筏板將導致上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力顯著的重分布，引起很大的次生應力。筏板厚度的變化只對結(jié)構(gòu)底部幾層的內(nèi)力有顯著的影響。筏板厚度并非越厚越好（李湛博士論文）天然地基設計解決主樓與裙房之間差異沉降的常見方法：主要原則是盡量減少主樓的沉降量，而相應增加裙房的沉降量。主體結(jié)構(gòu)中盡量采用輕質(zhì)材料，比如輕骨料，鋼結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆砼空心板等；主體結(jié)構(gòu)盡可能坐落在低壓縮性地基土層上，而裙房盡 可能坐落在高壓縮性地基土層上；主樓采用箱形基礎，裙房采用彈性地基梁基礎。采用JCCAD預估差異沉降，首先設置永久沉降縫，后澆帶

20、系數(shù)設為1差異沉降控制在30mm以內(nèi)，整體傾斜控制在1.53，整體撓度控制在3以內(nèi)，則可以進行基礎不設縫設計，并按同時進行建造。 地基基礎變形設計完全柔性基礎和完全剛性基礎的設計與選擇完全柔性基礎：指上部結(jié)構(gòu)剛度可以忽略時，對荷載傳遞無擴散作用完全剛性基礎：指當上部結(jié)構(gòu)剛度足夠大時，可以假定基礎為絕對剛性，不會產(chǎn)生整體彎曲，只會有局部彎曲。（整體變形）如何選擇完全柔性基礎和完全剛性基礎?地基基礎變形設計樁筏筏板有限元計算中，給出四種計算模型，其沉降計算結(jié)果相差很大，在實際工程中該如何選擇？1.彈性地基梁板模型（文克爾模型沒有考慮地基中 剪應力的影響）2.倒樓蓋模型（假定結(jié)構(gòu)上部剛度無窮大）3.單向壓縮分層總和法彈性解：Mindlin應力公 式及彈性解修正*（D/Sa）（彈性半空間地 基模型，計算結(jié)果基礎的位移和內(nèi)力都偏大）4.修正的Mindlin應力公式地基基礎變形設計樁筏筏板有限元計算筏板基礎時，倒樓蓋模型和彈性地基梁板模型計算結(jié)果差異很大的原因：1.兩者的性質(zhì)是截然不同的2.實際梁受到的反力也不同3.考慮整體彎曲變形的影響不同4.梁端剪力無法與柱子的荷載平衡問題不同地基基礎變形設計文克