基础--PKPM系列软件JCCAD部分的应用与探讨F - 图文(4)

2019-08-02 01:36

根据图1所得到的P-S曲线,则K值的计算公式如下:

静载试验法计算出来的K值是不能直接用于基础设计的,必须经太沙基修正后才能使用,这主要是因为此种方法确定K值时所用的荷载板底面积远小于实际结构的基础底面积,因此需要对K值进行折减的缘故。

从公式(1)可以看出,P2-P1和S2-S1实际上就是在试验中所施加的荷载及其引起的稳定沉降量。其计算出来的K值就是地基的弹簧刚度。

(b)按基础平均沉降Sm反算

用分层总和法按土的压缩性指标计算若干点沉降后取平均值Sm,得 K=p/Sm

式中p为基底平均附加压力,这个方法对把沉降计算结果控制在合理范围内是非常重要的。用这种方法计算的k值不需要修正,JCCAD在“桩筏筏板有限元计算”中使用的就是这种方法。

(c)经验值法

JCCAD说明书附录二中建议的K值

▲如何合理确定K值

基床反力系数K是基础设计中非常重要的一个参数,因为它的大小直接影响到基础反力的大小。因此,合理地确定此参数的大小就显得至关重要。本文拟结合在设计院应用得非常广泛的JCCAD软件,与广大设计人员共同讨论如何合理地确定基床反力系数K。

1.已知沉降算K值

JCCAD软件在“桩筏筏板有限元计算”中,K值的计算公式为: “板底土反力基床系数建议(kN/m3)”=“总面荷载值(准永久值)”/“平均沉降S1(m)”

(2)不知道沉降算K值(如取20000或15000)

如果设计人员无法准确预估沉降量,则或者按经验值法输入K值,或者采用程序提供的建议值。这两种方法产生的K值在很多情况下会有很大的差别,有时甚至相差一个数量级。这主要是因为采用经验值法计算出的K值不仅受人为因素的影响很大,而且其考虑的因素比较粗糙的缘故。而采用程序提供的建议值时,只要输入的地质资料准确无误,则程序计算出的结构平均基床反力系数K是没有问题的。

基床反力系数K的调整步骤如下: ?Ⅰ如图所示:

?Ⅱ.为了便于对后面的计算结果的人工比较,将“模型参数”中的“有限元网格控制边长(M)”修改为4m。如图所示:

Ⅲ经过“单元形成”、“荷载选择”和“沉降试算”后,得到程序提供的基床反力系数K的建议值。本算例程序所计算出的K值为4333.809Kn/m3。

Ⅳ得到了结构的平均基床反力系数K值后,剩下的问题就是如何进行调整?由于“桩筏筏板有限元计算”中提供的计算方法没有广义文克尔地基模型,因此需要借助梁元法得到K的修正值。设计人员需要回到“基础人机交互输入”中,在“地梁筏板”参数中输入基床反力系数K值,并勾取“按广义文克尔假定计算”选项。如图所示:

?Ⅴ进入“基础梁板弹性地基梁法计算”子菜单,将“基础沉降计算”里网格的宽和高定义为“40004000”,如图:

?Ⅵ在接下来的“沉降计算参数输入”对话框中选择“刚性假定”,如图:

Ⅶ经过计算后,在计算结果文本文件中(缺省名CJJS.O?T),找到按“广义文克尔假定计算”的基床反力系数K,软件输出的计算结果如下:根据计算出的地基刚度进行修正的各区格基床反力系数(用于广义文克尔假定)

VIII.由于按“广义文克尔假定”计算K值时,程序是根据设计人员已经输入的K值,按照区格反力与沉降比值的相对差异,使每一个区格的K值在输入的基床反力系数附近上下变化。从而得到边角部区格的基床反力系数提高,中部系数降低的计算结果。

基于以上原因,将各区格的K值除以已经输入的K值,则得到了每一个区格K值的调整系数。如图11-3所示:

?从上图可以看出,基床反力系数K的调整系数基本上呈现出两边大、中间小的分布情况。

IX.进入到“桩筏筏板有限元计算”子菜单中,点取“基床系数”按钮,在弹出的人机交互界面里输入上述的调整系数后,即完成了基床反力系数K值的调整。

▲设计建议

对于复杂的基础工程,其基础布置形式和有限元划分的网格远比笔者所举的例子要复杂的多。如果计算并调整每一个区格的基床反力系数则工作量非常大。对于这样的结构,设计人员可以人为将基础底板划分成几大区域,并在“梁元法”中加大网格划分尺寸,对于基本相同的基床反力系数K进行适当归并后,再填入几大区域中即可。

对于某些工程,若基础埋深比较大,当基础开挖的土体重量大于结构本身重量时,地基土产生回弹,则程序将无法给出K的建议值。此时设计人员可以考虑回弹再压缩,用结构“总面荷载值(准永久值)”/“回弹再压缩沉降值(mm)”得到基床反力系数K值。

关于模拟施工基础设计如何采用

“模拟施工3”实是分层刚度分层加载方法 “模拟施工1”实是整体刚度分层加载方法

“模拟施工3”大大改善了“一次加荷”与“模拟施工1”中的竖向刚度不均匀造成竖向荷载传递不合理现象。

“施工模拟2”是专为基础设计生成,是一种人工近似。 ?建议:

优先采用“施工模拟3”+上下部结构共同作用 采用“施工模拟1”+上下部结构共同作用 采用“一次加荷”+上下部结构共同作用 “施工模拟2”(不应考虑上下部结构共同作用) 竖向刚度不均匀结构:

框架剪力墙结构,内砼筒体+外钢框架结构

?规范的相关规定

?考虑上部结构刚度的计算方法

?考虑和不考虑上部结构刚度的计算,对地基基础沉降、内力及配筋的影响 ?关于考虑上部结构刚度对基础沉降和内力的影响

△最小配筋率

在《地基规范》中并没有要求柱下独基必须满足最小配筋率的要求。但《混凝土规范》中在10.1.8条规定对单向混凝土板,其单位长度上分布钢筋面积不宜小于该方向板截面面积的0.15%。因此在工程界,对是否应该执行最小配筋率还存在争论。

JCCAD软件在“自动生成”所弹出的对话框中给出此项选择,缺省为0,程序将最小配筋率控制在0.15%。

如果要验算应该注意柱下独基不是板,不应该按照板来验算,相当于变截面柱。 1、柱下独立基础


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