地基基礎設計PPT

1、JCCAD 軟件及基礎設計獨基、條基地梁、筏板樁基、樁筏 11、概述21.1地基基礎設計內(nèi)容荷載組合上部結構剛度地質(zhì)資料地基承載力計算基礎沉降計算基礎內(nèi)力、配筋計算繪施工圖3地基基礎設計內(nèi)容荷載上部結構剛度局部承壓沉降計算承載力計算地質(zhì)資料基礎內(nèi)力、配筋計算41.2基礎設計的有關規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范(50007-2002)建筑結構荷載荷載(GB50009-2001)混凝土結構設計規(guī)范(50010-2002)建筑抗震設計規(guī)范(GB50011-2001)人民防空地下室設計規(guī)范(GB50038-94)建筑樁基技術規(guī)范(JGJ94-94)建筑地基處理技術規(guī)范(JGJ79-2002)高層建筑箱形與筏

2、形基礎技術規(guī)程(JGJ6-99)上海地基基礎設計規(guī)范等。 52、地質(zhì)資料輸入及樁初設計62.1輸入地質(zhì)資料目的：樁基礎沉降計算承載力計算反力計算其它基礎沉降計算72.2地質(zhì)資料內(nèi)容基底以上土的重度建筑物基底以下各層土的物理參數(shù)(特定應力范圍下的壓縮模量，端阻系數(shù)，側(cè)阻系數(shù)等)，水頭標高.計算承載力時需要持力層圖的地基承載力特征值；無樁基礎進行沉降計算壓縮模量、土的重度和水頭標高。 82.3在JC程序中注意問題標高統(tǒng)一，絕對高程和結構標高有換算關系地質(zhì)資料，基礎底標高，一層荷載作用點標高必須在同一坐標系為了方便輸入地質(zhì)資料增加了參數(shù)“建筑0.00相對的絕對標高”。程序自動換算絕對標高與相對標高坐

3、標系單位為m，孔點和結構平面有對應關系 各孔點土層要一致，以保證能夠通過插值得到任意一點的土層信息?？c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9用于標高轉(zhuǎn)換1011孔口標高39m，樁底標高-14.0m樁徑1200mm,承載力特征值12500kN 0.00標高為38.9m柱底標高-16.1m -20.8m板厚4.0m 9.5m121.地質(zhì)資料輸入/土層布置/+（-）0.000絕對標高_ 現(xiàn)程序改為：“結構物0.000對應的地質(zhì)資料標高”答：如填0，要求地質(zhì)資料標高系統(tǒng)與基礎輸入的結構標高系統(tǒng)要一致。如不是0，要求地質(zhì)資料標高系統(tǒng)與基礎輸入的結構標高系統(tǒng)要可不一致。2.

4、地質(zhì)資料輸入/孔點輸入/修改系數(shù)/孔點標高_,探孔水頭標高_土層底標高_（是否在確定了1中的+-0.000絕對標高后，這些數(shù)據(jù)都是填相對標高，還是人仍應該填黃海高程?) 答：不一定填黃海高程，可以自己任定標高系統(tǒng)。3.基礎人機交互輸入/參數(shù)輸入/基本參數(shù)/基礎設計參數(shù)/室外自然地坪標高_ (是否填室外地坪的相對標高?) 答：基礎交互輸入中所有的標高應與結構標高系統(tǒng)一致。4.基礎人機交互輸入/參數(shù)輸入/基本參數(shù)/基礎設計參數(shù)/一層上部結構荷載作用點標高_(是否填柱底的相對標高?) 答：基礎交互輸入中所有的標高應與結構標高系統(tǒng)一致。132.4單樁承載力試算已知樁的截面及擴大頭尺寸和指定孔點給出各層

5、圖的承載力按指定的樁長計算承載力14153.1荷載組合類別和作用三種組合基本組合基礎設計標準組合(短期荷載)用于承載力設計裂縫計算準永久組合沉降計算其它荷載組合人防荷載3、荷載組合163.2.1基本組合的形式用于基礎的內(nèi)力、配筋等計算 三種組合形式3.2基本組合173.2.2分項系數(shù)取值（規(guī)范）G 取值為:對結構有利取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可變荷載分項系數(shù)取值為：一般取1.4標準值4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結構的活荷載取1.3183.2.3恒載分項系數(shù)（程序）沒有對結構有利情況，在基本組合中恒載的分項系數(shù)有1.2恒載為主取1.35恒載為主的情況中只有恒和

6、活兩種工況 193.2.4活荷載折減設計樓面梁時按(4.1.2-1)條,根據(jù)樓面梁的從屬面積或建筑樓板用途等因素確定的折減系數(shù)。PM導荷載時按選擇自動生成并傳給基礎程序設計墻、柱和基礎時的折減系數(shù)。通常輸入按樓層折減系數(shù)有裙房時的處理 程序處理注意問題：程序：兩個系數(shù)相乘關系規(guī)范：取小值樓層不同時的處理203.2.5地震作用不考慮地震的天然地基及基礎，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) 基礎荷載與2)項相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房3 本規(guī)范規(guī)定可不進行上部結構抗震驗算的

7、建筑213.3模擬施工過程模擬施工荷載主要解決高層結構中準確計算自重作用下的內(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只能用于導算基礎荷載模擬施工荷載3可以用于上部結構計算也可用于基礎計算22a 一層加載b 二層加載c 三層加載模擬施工荷載1模擬施工荷載一模擬施工荷載方法比較23a 一層結構b 二層結構c 三層結構模擬施工荷載1模擬施工荷載三2425263.4標準組合(也稱短期荷

8、載 )用于地基承載力計算和裂縫寬度計算273.4.1程序?qū)藴式M合的處理標準組合相當于將基本組合公式中荷載分項系數(shù)設為1.0在抗震規(guī)范中沒有給出標準組合公式，程序按荷載規(guī)范的原則推導的。否則標準組合中豎向地震效應的貢獻將大于其在基本組合中的貢獻，這違背與荷載規(guī)范的原則。因此增加豎向地震效應的組合值系數(shù) 28293.5準永久組合用于基礎沉降計算組合中不含地震和風 303.6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，然后進行基礎設計。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

9、或土承擔。 31323.7荷載相關問題當前組合，目標組合TAT、SATWE“最大組合內(nèi)力簡圖”與JC“目標組合”的差異一層荷載作用點標高33MNQ荷載作用點標高M=M+Q*HH34一層上部結構荷載作用點標高影響：獨基，樁承臺；作用：剪力換算成彎矩H1H2GABCD353.8荷載選用原則不同計算模型導算的荷載總值相近，分布有差異基礎型式：獨立基礎（柱下獨立基礎和樁承臺基礎）可以是非同工況荷載，盡量多的荷載組合。PK，TAT,SATWE,PMSAP整體基礎（柱下條形基礎（基礎梁）、筏板）同工況荷載。PM ,TAT,SATWE,PMSAP墻下條形基礎可采用PM荷載,磚混荷載。荷載參數(shù)按需要調(diào)整36荷

10、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)進行修改37吊車荷載問題荷載、荷載384.1沉降計算特點對結構的安全，建設成本影響大離散性大，計算結果不準確，需要對計算結果修正（各地區(qū)的經(jīng)驗系數(shù)）沉降計算的核心是分層總和法不同性質(zhì)的土需要用不同的方法計算無樁大開挖基礎考慮回彈再壓縮各種基礎類型的沉降計算在后面分別介紹4、基礎沉降概述394.2基礎沉降公式沉降計算公式回彈再壓縮量計算404.2.1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：表5.3.6Zb(m)b22b44b88bZ(m)0.30.60.81.0Z=0.3(1+lnb

11、)414.2.2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：當無相鄰荷載影響，基礎寬度在1-30m范圍時，基礎中點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)424.2.3沉降經(jīng)驗系數(shù)s取值表5.3.5沉降計算經(jīng)驗系數(shù)s基底附加壓力加權平均值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)驗確定無地區(qū)經(jīng)驗時取下表的數(shù)值435.1、地基承載力修正地基承載力修正公式如下：5、柱下獨立基礎設計445.2承載力驗算荷載應該采用標準組合。分為三種情況無零應力區(qū)

12、單向偏心有零應力區(qū)雙向偏心有零應力區(qū)455.2.1允許零應力存在的情況有零應力區(qū)建筑抗震設計規(guī)范(GB50011-2001)4.2.4條規(guī)定：高寬比大于4的高層建筑，在地震荷載作用下基礎底面不宜出現(xiàn)拉力；其它建筑，基礎底面與地基土之間零應力區(qū)面積不應超過基礎底面面積的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，一般允許基礎底面存在零應力區(qū)。 465.2.2無零應力區(qū)承載力驗算該情況相當于規(guī)范中的軸心受壓或eb/6情況e0這時應該滿足以下條件：475.2.3單向偏心允許零應力存在的情況規(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系要滿足零應力區(qū)比例的要求Pmaxe

13、a3abFkGk485.2.4雙向偏心允許零應力存在的情況大部分文獻都是通過表格來計算的，不利于電算的實現(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。495.2.5程序?qū)α銘Υ嬖谇闆r的處理程序中處理零應力區(qū)情況在實際工程中雙向偏心情況居多，嚴格的單向偏心情況只在排架柱中或框架結構的個別柱下出現(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)值計算方法時不受壓面積40%迭代精度1.0%程序運行發(fā)現(xiàn)的問題荷載組合不同造成配筋時大偏心5051Area_l:不受壓面積與底面積的比值525.2.6線荷載的處理獨立基礎計算時其上的線荷載

14、作用功能背景：底框抗震墻優(yōu)先考慮的方法：獨基條基分開迭代計算獨基底面范圍內(nèi)的線荷載NN+qlN+ql535.2.7構造柱荷載的處理根據(jù)荷載數(shù)值判斷是否嚴格意義上的構造柱構造柱：設無基礎柱，分派無柱節(jié)點荷載非構造柱：采用基礎梁生成獨基，考慮荷載重疊545.2.8基礎底面形心的確定原則：與柱同心荷載平移到基礎底面形心處調(diào)整方法長寬比底面形心與角度555.3柱下獨立基礎內(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存在的問題暗梁抗剪，柱間沖切板上配筋565.3.1柱下獨立基礎內(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)驗公式575.3.

15、2獨立基礎抗剪問題鋼筋混凝土基礎沒有驗算的原因抗剪抗沖切參照筏板內(nèi)筒沖剪計算585.3.3淺基礎底板最小配筋率理解：l/h1.0(pk200kPa) 無筋擴展基礎l /h2.5 柱下平板取值：依據(jù)：建筑地基基礎設計規(guī)范理解與應用。中國建筑工業(yè)出版社2004.6lh595.4局部承壓計算對于素混凝土構件程序?qū)崿F(xiàn)計算方法：對于配置間接配筋的鋼筋混凝土構件605.5柱下獨立沉降計算采用彈性地基沉降計算時選按柔性基礎計算也可用獨基與樁承臺沉降計算兩種算法參數(shù)輸入不同，計算結果一樣驗算沉降值和沉降差，不滿足要求時調(diào)整方案考慮相鄰基礎影響616、墻下條形基礎設計626.1分配無柱節(jié)點荷載計算原則：按節(jié)點周

16、圍墻體的長度的比例分配。注意事項無基礎柱的設置墻體長度對結果的影響手工分配方法636.2地基承載力計算承載力控制基礎底面積地基承載力可借鑒獨基部分按單位長度線荷載計算無柱節(jié)點荷載的分配基底面積重復計算問題646.2.1底面積重復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際有效面積的比值k按比例k放大條基寬度、反復迭代最后使實際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際面積65666.2.2雙墻基礎生成條件 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算上部受拉鋼筋676.2墻下

17、條形基礎內(nèi)力計算計算內(nèi)容剛性基礎滿足擴散角要求素混凝土Pj300考慮抗剪抗沖切計算底板抗彎（配筋）計算686.3墻下條形基礎沉降計算采用柔性基礎假設在彈性地基梁沉降計算中完成696.4剪力墻下條基的理解707、柱下條形基礎設計717.1基礎梁地基承載力設計按整體基礎算基礎梁翼緣寬度與荷載相一致有利于荷載的傳遞注意覆土標高727.2基礎梁設計指導思想目前絕大多數(shù)工程在設計中都是上部結構和基礎分別計算的，因此我們在設計基礎時必需把基礎的剛度設得足夠大，這樣才不會因為基礎的變形給上部結構帶來不利的影響。嚴格控制沉降差737.3上部結構剛度的假定上部結構的剛度對基礎內(nèi)力計算的影響上部結構為剛性，基礎在

18、柱墻處的位移為同一平面（可傾斜）。通過對上部結構剛度矩陣的凝聚得到傳給基礎的剛度把上部結構等代成具有一定剛度的與基礎在柱墻節(jié)點處位移協(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的比值747.4基礎梁內(nèi)力計算時要考慮的因素土反力的分布情況。均勻分布土對基礎的反力作用與土的變形有關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技術規(guī)范(JGJ6-99)附錄C中間反力小邊部反力大757.4.1倒樓蓋模型的適用條件參見建筑地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2002)的8.3.2條上部結構剛度較好荷載分布較均勻條形

19、基礎梁的高度不小于1/6柱距計算結果邊跨跨中及第一內(nèi)支座的彎矩值要放大767.4.2彈性地基梁計算方法文克勒模型假設土為相互獨立的彈簧 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技術規(guī)范(JGJ6-99)附錄C中間反力小邊部反力大777.4.3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、有機質(zhì)土10005000500010000中等密實土粘土及亞粘土: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的碎石

20、土:稍密的中密的黃土及黃土亞粘土1000020000200004000010000300003000050000100001500015000250002500040000150002500025000400004000050000密實土硬塑粘土及粘土硬塑輕亞土密實碎石土400001000005000010000050000100000極密實土人工壓實的填亞粘土、硬粘土100000200000堅硬土凍土層2000001000000巖石軟質(zhì)巖石、中等風化或強風化的硬巖石微風化的硬巖石2000001000000100000015000000樁基弱土層內(nèi)的摩擦樁穿過弱土層達密實砂層或粘土性土層的樁打

21、至巖層的支承樁100005000050001500008000000摘自本院地基所(TJ774)修改序號16“筏式基礎的設計和計算”專題報告的附件之二。787.5沉降計算建筑地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2002)中5.3.10條強調(diào)“在同一體積大面積基礎上建有多棟高層和低層建筑，應該按照上部結構、基礎與地基共同作用進行變形計算”?；A梁的沉降計算一般采用柔性基礎假定不考慮基礎、上部結構的剛度考慮上部結構剛度、基礎剛度和地基變形的沉降計算方法按柔性基礎計算沉降得到計算沉降用基床反力系數(shù)用彈性地基梁的計算方法得到各點的位移，即考慮上部結構剛度和基礎剛度的沉降797.6設計方案的調(diào)整在彈性地基

22、梁設計時，需要根據(jù)計算結果反復調(diào)整設計方案。主要進行以下調(diào)整：根據(jù)梁的內(nèi)力（彎矩、剪力）調(diào)整基礎梁翼緣寬度?；A梁翼緣寬度會影響土反力，從而影響基礎的內(nèi)力。設置挑梁，平衡端跨梁支座彎距。采取增加梁的截面和數(shù)量、提高混凝土強度等級等方法提高基礎梁的抗剪能力。改變計算方法，使計算結果更符合實際情況。如考慮上部結構剛度、不考慮抗扭剛度。作地基處理 80817.6.1按荷載考慮翼緣寬度的方法 可以先按柱周圍基礎梁（腹板部分）的剛度的比例將節(jié)點荷載分配到各段基礎梁上，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梁翼緣的寬度。經(jīng)過彈性基礎梁計算，得到基礎梁的內(nèi)力和基礎底反力，再對基礎梁的截面和翼緣

23、寬度進行調(diào)整調(diào)整。 827.6.2伸縮縫的處理設計成單肋梁 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)點必須有梁連接沒有布置梁的軸線上的線荷載需要導算到布梁的網(wǎng)格線上為了保證基礎剛度的連續(xù)，搭在另外一根軸線上的橫向梁需要通過短梁連接伸縮縫處基礎梁上。設計成雙肋梁只需布置兩根梁并布置筏板當做梁的翼緣即可。兩根梁之間應該有橫向的梁相連。 83847.7梁元法計算復合地基 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

24、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)。857.8局部承壓計算按規(guī)范的要求應該驗算柱對梁肋的局部承壓程序處理方法同柱下獨立基礎程序中沒有考慮加腋部分867.9基礎梁平法主要功能編輯舊圖功能 集中標注、原位標注信息修改功能 圖文并茂的連梁鋼筋修改界面 地基梁裂縫驗算功能 按裂縫控制梁的配筋與立面畫圖法切換877.9.1基礎梁裂縫寬度計算裂縫寬度大的原因解決辦法柔性防水鋼筋網(wǎng)片88基礎梁平法施工圖例898.1不等厚筏板處理子筏板概念筏板厚度輸入注意事項不可重疊不可相交8、帶肋筏板基礎設計9091928.2承載力計算筏板基礎屬于整體基礎，驗算整體承載力滿足要求即可P0fa,P

25、max0筏板基礎深度修正系數(shù)基底標高和室外地坪標高覆土重外墻內(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）938.3筏板重心較核選用的荷載組合帶裙房結構的處理產(chǎn)生差異的原因：荷載梁布置情況地下水948.4筏板基礎內(nèi)力計算基礎類型及計算模型選用平板基礎(厚板)有限元計算彈性地基梁計算基床系數(shù)調(diào)整內(nèi)筒沖剪計算土反力取值問題柱墩的作用及注意事項梁板基礎(薄板)彈性地基梁有限元計算板格沖切、剪切計算樁筏基礎有限元計算厚、薄板劃分原則按板和肋梁的相對剛度來劃分：梁為主要受彎構件是為薄板板為主要受彎構件時為厚板958.4.1梁元法與板元法的差異梁元法將筏板對剛度的貢獻折算成基礎梁的翼緣。程序

26、的處理方法是按筏板的面積除以周圍基礎梁的總長當做基礎梁一側(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。968.5筏板基礎抗剪、抗沖切計算按板格計算平板基礎內(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978.6局部承壓計算按規(guī)范的要求應該驗算柱對梁肋的局部承壓程序處理方法同柱下獨立基礎程序中沒有考慮加腋部分988.7地梁筏板沉降計算彈性地基梁，筏板按柔性基礎計算考慮相鄰基礎影響考慮基礎及上部剛度影響方法：常規(guī)方法計算沉降計算各點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998.8筏板繪圖程序功能：可接梁元法或板元法的計算結果帶配筋的筏板剖面靈活的布置鋼筋方式配筋量與計算量比較布置范圍顯示100101102彈性地基梁板人防計算不接上部結構的結果荷載傳