YJK基礎(chǔ)專題講座第5~8節(jié)

內(nèi)容大綱基礎(chǔ)設(shè)計的荷載及軟件應(yīng)用要點復(fù)雜基礎(chǔ)設(shè)計要點基于樁土非線性分析的抗浮、人防設(shè)計防水板設(shè)計要點基于上部基礎(chǔ)土共同作用的迭代計算方法用于沉降計算基礎(chǔ)沖切抗剪分析與傳統(tǒng)軟件的對比和改進YJK基礎(chǔ)建模的主要特點YJK設(shè)計結(jié)果管理的主要特點YJK基礎(chǔ)施工圖應(yīng)用要點十.考慮基礎(chǔ)變形對上部結(jié)構(gòu)的影響—上部基礎(chǔ)土共同分析模型的新應(yīng)用第一頁，共116頁。第5節(jié)

基礎(chǔ)沉降計算第二頁，共116頁?；A(chǔ)沉降的計算方法和相關(guān)規(guī)范《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011第條：“在同一整體大面積基礎(chǔ)上建有多棟高層和低層建筑，宜考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基的共同作用進行變形分析”。影響沉降的因素：上部剛度基礎(chǔ)剛度樁土性質(zhì)第三頁，共116頁。分層總和法第四頁，共116頁。密樁第五頁，共116頁。第六頁，共116頁。疏樁第七頁，共116頁。mindlin方法第八頁，共116頁。第九頁，共116頁。第十頁，共116頁?；A(chǔ)回彈再壓縮

埋置較深時必須考慮第十一頁，共116頁。沉降結(jié)果為0

反力小于自重應(yīng)力

第十二頁，共116頁。第十三頁，共116頁。第十四頁，共116頁。第十五頁，共116頁。第十六頁，共116頁。第十七頁，共116頁。沉降計算中考慮了基礎(chǔ)相互影響基礎(chǔ)之間的互相影響是普遍存在的，最終的附加應(yīng)力，都應(yīng)按“疊加原理”求和計算。特別對于一些帶裙房的高層建筑，主樓下采用樁筏基礎(chǔ)，裙房下采用樁承臺基礎(chǔ)或獨立基礎(chǔ)，主樓基礎(chǔ)對群房基礎(chǔ)的沉降有顯著的影響。在程序中，對不同的基礎(chǔ)下的附加應(yīng)力，都按照“Boussinesq解+Mindlin解”的原理進行計算。第十八頁，共116頁。沉降結(jié)果和有限元位移之間的關(guān)系第十九頁，共116頁。位移：按有限單元法計算。沉降：按分層總和法計算。沉降在節(jié)點位移得到后，計算基底壓力，再計算附加壓力，再分層總和計算沉降。計算過程如下：1、沉降試算確定初始樁剛度和基床反力系數(shù)；2、總剛度方程有限元求解δ；Kδ=F(δ板的彈性位移或變形，不是沉降s)；3、節(jié)點位移換算成樁、土等效彈簧的變形量，得到樁頂荷載（樁反力）和基底壓力；4、已知樁頂附加荷載和基底附加壓力，計算沉降，如果沒有選擇二次計算，作為最終沉降計算結(jié)果。第二十頁，共116頁。沉降迭代計算的必須要性如果基礎(chǔ)與土未脫離（基本如此），板底沉降和位移是相等的；但由于沉降計算的非線性，無法一次計算得到一致的位移和沉降。而傳統(tǒng)軟件直接將一次計算的板位移（彈性變形）作為沉降結(jié)果，是不對的，實際是節(jié)點位移——>得到基底壓力——>按規(guī)范計算沉降。第二十一頁，共116頁?；A(chǔ)沉降的迭代計算流程和效果第二十二頁，共116頁。YJK提供基礎(chǔ)沉降迭代計算方法1）沉降試算->確定初始樁剛度和基床反力系數(shù)；2）有限元試算（第一次有限元計算）：用有限元計算得到的樁反力和基底壓力計算沉降；用該沉降計算結(jié)果重新計算出樁土剛度；3）第二次有限元計算：用求出的樁土剛度代入總剛，再計算一次樁反力和基底壓力，根據(jù)有限元計算得出的樁反力和基底壓力計算沉降4）多次迭代直到位移和沉降小于允許值第二十三頁，共116頁。沉降迭代的技術(shù)條件說明：1）軟件對于沉降計算的準(zhǔn)永久組合按獨立的沉降模型進行計算，所以選擇迭代計算沉降，只影響沉降的計算結(jié)果；2）沉降迭代收斂誤差控制建議為預(yù)計最大沉降的5%，最大次數(shù)一般建議在10次以內(nèi)，軟件最大允許迭代次數(shù)為50次。3）按“彈性地基梁板法”整體有限元計算的基礎(chǔ)才進行迭代計算沉降，選擇“倒樓蓋法”進行計算時，軟件不迭代計算沉降；4）只抗拔的錨桿是不用進行沉降計算的，用戶可以修改錨桿（用樁建模）的抗壓剛度小于1000，軟件將對于樁抗壓剛度的樁不迭代計算沉降；5）對于不分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載的土，比如按常規(guī)樁基設(shè)計的樁筏或者按筏板建模的防水板，也是不用進行沉降計算的，用戶可以修改指定其抗壓剛度小于100，對于剛度小于100的土，軟件也不迭代計算沉降；第二十四頁，共116頁。平伐基礎(chǔ)沉降迭代實例第二十五頁，共116頁。沉降迭代效果不迭代的位移迭代的位移不迭代的沉降迭代的沉降第二十六頁，共116頁。樁伐基礎(chǔ)沉降迭代實例第二十七頁，共116頁。沉降迭代效果不迭代的位移迭代的位移不迭代的沉降迭代的沉降第二十八頁，共116頁。混合基礎(chǔ)沉降迭代實例第二十九頁，共116頁。沉降迭代效果不迭代的位移迭代的位移不迭代的沉降迭代的沉降第三十頁，共116頁。內(nèi)容大綱基礎(chǔ)設(shè)計的荷載及軟件應(yīng)用要點復(fù)雜基礎(chǔ)設(shè)計要點基于樁土非線性分析的抗浮、人防設(shè)計防水板設(shè)計要點基于上部基礎(chǔ)土共同作用的迭代計算方法用于沉降計算基礎(chǔ)沖切抗剪分析與傳統(tǒng)軟件的對比和改進YJK基礎(chǔ)建模的主要特點YJK設(shè)計結(jié)果管理的主要特點YJK基礎(chǔ)施工圖應(yīng)用要點十.考慮基礎(chǔ)變形對上部結(jié)構(gòu)的影響—上部基礎(chǔ)土共同分析模型的新應(yīng)用第三十一頁，共116頁。第6節(jié)

基礎(chǔ)沖切抗剪分析

與傳統(tǒng)軟件的對比和改進第三十二頁，共116頁。基礎(chǔ)沖切抗剪計算控制筏板、承臺、獨基厚度的關(guān)鍵計算33第三十三頁，共116頁。采用有限元計算結(jié)果得出的樁土反力值在內(nèi)筒沖剪、墻柱沖切、樁沖切計算時，樁的反力和土的反力采用有限元計算結(jié)果得出的樁凈反力值不能采用樁承載力特征值計算——筏板加厚很多、過于保守不能采用筏板下樁、土的平均反力計算——結(jié)果不合理34第三十四頁，共116頁。第三十五頁，共116頁。工程概況上部為框筒結(jié)構(gòu)（混凝土核心筒+鋼框架），地下3層，地上54層，總高203m。下部為平筏基礎(chǔ)，埋深為-15.0m，持力層為卵石，主筏板厚度2.0m，主樓下3.3m，核心筒下3.95m。第三十六頁，共116頁。傳統(tǒng)軟件內(nèi)筒沖剪結(jié)果37平均凈反力=總荷載÷總面積3.95m厚筏，沖切安全系數(shù)0.6，以此推算，筏板厚度增大到6.5m才能滿足要求第三十七頁，共116頁。YJK內(nèi)筒沖剪結(jié)果荷載-反力=沖切力沖切安全系數(shù)是1.89規(guī)范條文說明第三十八頁，共116頁。對比39PKPMYJK內(nèi)筒荷載951396936211地基反力354795786117沖切力596601150094安全系數(shù)0.61.89計算結(jié)果不同的原因采用平均基底壓力采用按彈性地基法計算的基底壓力第三十九頁，共116頁。樁沖切計算依據(jù)第四十頁，共116頁。承臺樁沖切41上部為剪力墻結(jié)構(gòu)，地上14層，總高34.8m。下部為樁承臺基礎(chǔ)，埋深為-4.5m，持力層為碎石。第四十一頁，共116頁。傳統(tǒng)軟件的承臺樁沖切結(jié)果42從800mm開始，每增加50mm試算一次，直到滿足要求為止。最終，需要1250mm，才能滿足要求。實際上樁都在柱、墻沖切錐內(nèi)，不需要進行角樁沖切驗算《樁基規(guī)范：對位于柱（墻）破壞錐體以外的基樁。。。第四十二頁，共116頁。YJK的承臺沖切結(jié)果43計算柱沖切力時，如果樁在沖切錐內(nèi)，則扣除樁反力，因此沖切力Fl為0。所有的樁都在柱墻沖切錐內(nèi)，不再進行角樁沖切驗算驗算結(jié)果：800mm厚的承臺完全滿足要求。第四十三頁，共116頁。多柱墻承臺、樁筏板柱沖切計算依據(jù)：第四十四頁，共116頁。多柱墻承臺、樁筏板柱沖切計算依據(jù)：第四十五頁，共116頁。承臺的柱沖切驗算必須考慮沖跨比影響46按照樁基規(guī)范（JGJ-2008）第條執(zhí)行，計算書如下：考慮沖跨比影響，按柱邊和樁邊位置確定沖切角，介于45度與75度之間（1-0.25）計算沖切力FL時，扣除沖切錐底面范圍內(nèi)的樁反力，本例中，3912.2=4890.2–978.0第四十六頁，共116頁。柱沖切不夠時

可移動部分樁到柱的沖切破壞錐體內(nèi)47將靠近柱的4根樁各向內(nèi)移動100mm原來軟件按45度沖切錐計算，計入了4根樁的反力第四十七頁，共116頁。48第四十八頁，共116頁。柱沖切筏板時根據(jù)柱和樁的位置自動找出沖切破壞椎體說明柱下樁應(yīng)盡量布置在柱下的沖切破壞錐體以內(nèi)原來軟件按45度算沖切錐，有2根樁在錐體內(nèi)，沖切結(jié)果滿足要求軟件第四十九頁，共116頁。

柱沖切筏板的部分計算書50計算書無樁時的計算公式有樁時的計算公式第五十頁，共116頁。對帶邊框柱剪力墻按照墻肢和邊框柱的組合截面抗沖切驗算左圖為自動實現(xiàn)的合并沖切驗算，即將邊框柱和剪力墻合在一起，作為一個驗算單元考慮，相當(dāng)于一個異形柱。圖中，白線為沖切錐與筏板底面的交線，藍線為沖切臨界截面左圖的其他情況，可通過人工交互的方式，指定需要“合算”的柱和墻肢，第五十一頁，共116頁。

柱墻沖切圖給出所有墻、柱的計算結(jié)果，短墻肢自動按照組合截面抗沖切驗算第五十二頁，共116頁。第五十三頁，共116頁。墻柱沖切與傳統(tǒng)軟件對比分析實例結(jié)構(gòu)不對稱第五十四頁，共116頁?；A(chǔ)布置不對稱第五十五頁，共116頁。變形不均勻第五十六頁，共116頁。反力不均勻差別明顯300~400mpa200~300mpa第五十七頁，共116頁。上部荷載16400、1730016600、17500兩處的上部荷載接近第五十八頁，共116頁。顯然下面柱子沖切更不利下面兩個柱子由于基底反力小，沖切會更大，沖切驗算應(yīng)該更不利，柱墩布置應(yīng)該更厚。原模型中錯誤設(shè)計為下面的柱墩是400厚，上面的是500。所以下面的應(yīng)該更不容易滿足要求第五十九頁，共116頁。YJK反映了這種結(jié)論第六十頁，共116頁。下面兩個的結(jié)果-JC上面兩個的結(jié)果-JCJc錯誤采用了平均反力兩處的驗算結(jié)果很接近不能反映出下面兩個由于反力小沖切不利的結(jié)論第六十一頁，共116頁。結(jié)論沖切驗算必須使用實際反力，不能采用平均反力。這也是規(guī)范要求的，否則不能正確計算沖切力，沖切驗算結(jié)果也就不能作為參考依據(jù)?；A(chǔ)計算可以考慮上部結(jié)構(gòu)剛度，計算更真實的反力分布。沖切力更接近實際情況。第六十二頁，共116頁。該工程建議調(diào)整柱墩的設(shè)置，YJK驗算表明不足的位置，增加柱墩的厚度（或者改為上柱墩）第六十三頁，共116頁。該工程建議2：加厚區(qū)的布置調(diào)整加厚區(qū)范圍應(yīng)該以超過沖切椎體范圍為宜；（參考YJK的圖形）否則不能提升沖切承載力第六十四頁，共116頁?；诨A(chǔ)有限元計算結(jié)果的基礎(chǔ)抗剪驗算第六十五頁，共116頁。非有限元樁基承臺剪切計算依據(jù)：依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）第5.9.10柱下獨立樁基承臺斜截面受剪承載力應(yīng)按下列規(guī)定計算：第六十六頁，共116頁。1.非有限元樁基承臺剪切計算依據(jù)：第六十七頁，共116頁。有限元計算的復(fù)雜樁基承臺以及筏板的剪切計算依據(jù)：第六十八頁，共116頁。樁基承臺剪切在YJK基礎(chǔ)軟件的實現(xiàn)方案對于樁基承臺，分簡單承臺和多柱墻復(fù)雜承臺兩種，分別采用《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）第5.9.10和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》第8．4．10條相應(yīng)規(guī)定。第六十九頁，共116頁。第七十頁，共116頁。第七十一頁，共116頁。筏板剪切在基礎(chǔ)軟件的實現(xiàn)方案按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》第8．4．10條規(guī)定進行筏板剪切驗算，驗算時取兩個方向XY每條邊的剪力平均值，取最大作為Vs驗算。第七十二頁，共116頁。第七十三頁，共116頁?？梢詤⒄辗ぐ寮袅D進行校對第七十四頁，共116頁。沖切抗剪小結(jié)沖切破壞錐體下的反力：使用有限元結(jié)果的反力反力在計算書中輸出，無樁時的反力包括水浮力考慮上部墻、柱和下部樁的位置關(guān)系，考慮沖跨比對于短肢墻、對于帶邊框柱墻按照組合截面計算沖切輸出所有墻的結(jié)果第七十五頁，共116頁。內(nèi)容大綱基礎(chǔ)設(shè)計的荷載及軟件應(yīng)用要點復(fù)雜基礎(chǔ)設(shè)計要點基于樁土非線性分析的抗浮、人防設(shè)計防水板設(shè)計要點基于上部基礎(chǔ)土共同作用的迭代計算方法用于沉降計算基礎(chǔ)沖切抗剪分析與傳統(tǒng)軟件的對比和改進YJK基礎(chǔ)建模的主要特點YJK設(shè)計結(jié)果管理的主要特點YJK基礎(chǔ)施工圖應(yīng)用要點十.考慮基礎(chǔ)變形對上部結(jié)構(gòu)的影響—上部基礎(chǔ)土共同分析模型的新應(yīng)用第七十六頁，共116頁。基礎(chǔ)的統(tǒng)一建模統(tǒng)一計算第七十七頁，共116頁。建模的主要特點集成所有基礎(chǔ)形式的統(tǒng)一基礎(chǔ)建模；基于AtuoCAD導(dǎo)圖的快速建模；筏板布置、編輯極其方便；不依賴網(wǎng)格節(jié)點；支持任意形狀編輯；支持移動復(fù)制鏡像等復(fù)雜操作；強大的輔助編輯工具輔助自動建模；第七十八頁，共116頁。79集成所有基礎(chǔ)形式的基礎(chǔ)建模Ribbon風(fēng)格，平面和三維結(jié)合的布置方式地質(zhì)資料獨立基礎(chǔ)條基拉梁CAD導(dǎo)入地基梁筏板承臺樁第七十九頁，共116頁?；贏tuoCAD導(dǎo)圖的快速建模發(fā)行版內(nèi)測版擴充第八十頁，共116頁。筏板布置、編輯極其方便布置不再依賴節(jié)點網(wǎng)格；支持加厚區(qū)、減薄區(qū)、開洞、后澆帶；編輯靈活第八十一頁，共116頁。筏板編輯功能進一步增強第八十二頁，共116頁。實用的輔助工具統(tǒng)一修改標(biāo)高、地基承載力、階高；自動的模型碰撞檢查及合并；自動工程量統(tǒng)計；第八十三頁，共116頁。基礎(chǔ)自動布置流程和常見問題第八十四頁，共116頁。柱下獨基、承臺自動生成常見問題第八十五頁，共116頁。柱下獨基自動布置原則：（1）計算各荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下滿足地基承載力要求的基礎(chǔ)底面尺寸，并按取整后的最大值作為基礎(chǔ)底面尺寸（2）進行各基本組合作用下基礎(chǔ)抗沖切計算，得到滿足沖切剪切要求的基礎(chǔ)最小高度，并與獨基參數(shù)中的“獨立基礎(chǔ)最小高度”比較取大值。（3）還要保證底板挑出長度與基礎(chǔ)高度比值小于2.5，對于錐型基礎(chǔ)要保證錐型基礎(chǔ)坡度不大于1:3，否則增加基礎(chǔ)端部高度。柱邊緣與最上階基礎(chǔ)邊緣控制在50mm以內(nèi)。第八十六頁，共116頁。承臺自動布置原則：（1）首先計算各荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下滿足樁承載力要求的基礎(chǔ)底面尺寸，并按取整后的最大值作為承臺底面尺寸（多柱墻時只能布置矩形承臺）。（2）進行各基本組合作用下基礎(chǔ)抗沖切、抗剪切計算，得到滿足沖剪要求的基礎(chǔ)最小高度。第八十七頁，共116頁。第八十八頁，共116頁。多柱下或剪力墻下獨立基礎(chǔ)/樁基承臺的自動設(shè)計特點多柱墻時在窗選范圍內(nèi)程序找出所有的墻與柱，并沿著最長墻肢的方向作為布置主方向，多柱墻外包區(qū)域為沖切截面。根據(jù)荷載數(shù)據(jù)、地基基礎(chǔ)參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)自動生成基礎(chǔ)尺寸，獨立基礎(chǔ)底面形心或承臺樁中心可以選擇幾何中心，也可以是所有墻柱“恒＋活”荷載組合的合力作用點。多柱下或剪力墻下獨立基礎(chǔ)/樁基承臺最終計算不應(yīng)該采用多柱墻外包區(qū)域，套用規(guī)范的公式，應(yīng)該采用筏板相同的有限元分析。第八十九頁，共116頁。自動布置快速建模與精確驗算結(jié)合的應(yīng)用模式如前所述，YJK基礎(chǔ)設(shè)計軟件提供了自動確定基礎(chǔ)構(gòu)件截面尺寸或數(shù)量的快速建模機制，大大減少了設(shè)計師的基礎(chǔ)設(shè)計方案工作量，能有效提升設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量。但是自動布置只考慮主要影響因素，它是一種快速建模方式，但它只是設(shè)計的一種臨時的狀態(tài)，不能代替精確的全面驗算，所以最終結(jié)果應(yīng)該以計算分析菜單的計算結(jié)果為準(zhǔn)。第九十頁，共116頁。承臺自動布置不滿足要求的情況包括：第九十一頁，共116頁。獨基自動布置不滿足要求的情況包括：第九十二頁，共116頁。自動布置的獨基很大？第九十三頁，共116頁。基礎(chǔ)設(shè)計的第二部分菜單：基礎(chǔ)計算及結(jié)果輸出-三步操作計算簡圖荷載圖等統(tǒng)一的計算菜單反力、內(nèi)力、沉降、配筋等計算結(jié)果第九十四頁，共116頁。基礎(chǔ)計算特點統(tǒng)一的“一鍵”計算不同類別基礎(chǔ)按固定次序計算：如拉梁—獨基、防水板—承臺不同類別基礎(chǔ)等協(xié)調(diào)計算：如獨基—地基梁不同計算內(nèi)容順序進行：有限元—承載力—沖切—抗剪—配筋—沉降最后的沉降計算考慮不同類型基礎(chǔ)之間影響第九十五頁，共116頁。不同基礎(chǔ)類型調(diào)用不同計算方法程序自動識別不同的基礎(chǔ)類型，調(diào)用不同的方法，對基礎(chǔ)進行分析計算。（1）整體式基礎(chǔ)，包括筏板、樁筏、地基梁等，調(diào)用有限元求解器計算，計算時可以考慮上部剛度。軟件對復(fù)雜承臺、復(fù)雜獨基基礎(chǔ)，包括多柱承臺、墻下承臺、多柱獨基、墻下獨基也按照有限元方法計算。（2）分離式基礎(chǔ)，包括單柱獨基、單柱承臺、墻下條基等分離式基礎(chǔ)，調(diào)用相應(yīng)的單構(gòu)件基礎(chǔ)算法。但是，如果單柱獨基、單柱承臺與地基梁連接，或者與筏板連接，軟件也將它們按照有限元方法計算，為的是可以考慮它們和地梁或者和筏板的協(xié)同工作。無論采用有限元方法還是單基礎(chǔ)算法，可以在統(tǒng)一的視圖中查看計算結(jié)果。第九十六頁，共116頁。詳細計算過程1、導(dǎo)算荷載(覆土重、自重、水浮力、人防荷載)；2、拉梁計算；3、整體式基礎(chǔ)設(shè)計計算；沉降試算；有限元計算；重新形成彈簧剛度；第二次有限元計算；筏板內(nèi)力計算；地基梁內(nèi)力計算；復(fù)雜樁承臺計算；4、分離式基礎(chǔ)設(shè)計計算；單柱獨基計算；單柱樁承臺計算；墻下條基計算；5、沖切抗剪計算；6、沉降計算（沉降計算考慮不同類型基礎(chǔ)之間影響）；7、地基承載力驗算。第九十七頁，共116頁?；A(chǔ)計算結(jié)果輸出98第九十八頁，共116頁。圖形結(jié)果綜合運用等值線、平面云圖、三維變形云圖統(tǒng)一的結(jié)果管理計算書完整簡潔實用第九十九