kpm结构设计中JCCAD介绍很不错的.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,WWW.PKPM.COM.CN,基础设计软件,JCCAD,介绍,2005,新版,中国建筑科学研究院,PKPM,上海分所,讲课内容,1,、,2005,新版,JCCAD,功能简介,2,、地质资料输入及桩初设计,3,、人机交互输入基础模型,4,、沉降计算,5,、各类基础设计计算绘图,6,、复杂基础设计,7,、基础工具箱,1.1,全新程序界面,1.2,基础处理能力加大,例题：,金融城四塔合算,规模,合并后梁段3500,有用节点3000,板格1500,1.3,基础梁平法施工图,1.4,梁下布桩按梁元法计算,1.5 其他一些改进,完善了基础计算文档中基本参数的输出，增加局部承压计算书。,增加筏板基础剖面画法。,梁元法计算增加了考虑基础刚度和上部结构刚度，并考虑分层综合总和法的地基刚度变化影响的沉降计算功能。,梁元法增加地梁、筏板人防计算，并与非人防计算结果综合配筋。,增加梁的裂缝宽度计算。,2 地质资料输入及桩初设计,平面坐标参照系(按m输入),标高与建筑物标高的关系：以建筑物结构标高作标准(0.000),土层名称及默认参数,桩尺寸初设计,孔点修改,地质资料用途：沉降、桩承载力及刚度,3 人机交互输入基础模型,地质资料导入,基础参数设置,读入上部结构荷载、附加荷载,基础上部构件处理,布置各类基础,冲切计算、局部承压、重心校核等计算,地基承载力验算及调整弹性地基梁尺寸,3.2 基础参数设置,规范选择,一层上部结构作用点标高,基床反力系数,人防等级,配筋率,参数输出,3.3 读入上部结构荷载,按新荷载规范要求，程序按不同计算需要，生成三类荷载组合，即：基本组合，标准组合和准永久组合。,基本组合,:,相当于原规范的设计荷载,标准组合,:,相当于原规范的标准荷载,准永久组合,:,相当于原规范的准永久荷载,3.3.1,荷载选用原则,墙下条形基础可采用PM荷载或砖混荷载。,TAT,SATWE,PMSAP荷载,“底层组合内力图”与JC“目标组合”,不考虑地震作用规范4.2.1条、4.4.1条,弹性地基梁与砖混荷载活荷载折减,3.3.2 荷载组合系数,活荷载按楼层折减系数默认为,1.0,3.3.3,构造柱荷载的处理,仅有自重的构造柱,无基础柱,有其他荷载传来的构造柱的处理,生成独基,考虑荷载重叠,分配荷载,3.3.4,附加荷载,填充墙,地面设备,地面局部堆载,特殊荷载,3.6.1 冲切计算,独基冲切,桩承台冲切,柱下平板冲切,梁对筏板冲切,桩对筏板冲切,高层内筒对筏板的冲切,3.6.2 局部承压计算,前提：基础混凝土标号比柱、桩低,柱对基础,独基、承台、基础梁,桩对承台,3.6.3,弹性地基梁、板重心校核,选用的荷载组合：准永久组合,带裙房结构的处理,与退出程序时计算结果产生差异的原因：,荷载,-,弹性地基梁或板带,地下水,4 沉降计算,独基、条基、桩承台沉降计算,筏板基础沉降计算,刚性基础假定,柔性基础假定,弹性地基梁沉降计算,桩筏沉降计算,计算土回弹变形量,4.4 桩基沉降计算方法,一、半经验实体深基础法,二、从单桩出发考虑群桩作用的沉降计算法,建筑地基基础规范,GB50007-2002,桩基技术规范,JGJ94-94,上海地基规范,DBJ08-11-1999,5 设计各类基础,柱下独立基础,墙下条基,弹性地基梁,筏板基础,桩承台,桩筏基础、桩梁基础,5.1,柱下独基自动生成,步骤：,选择需生成独基的节点,独基设计参数修改,基础计算、观看计算结果,基础碰撞检查,修改基础数据重新计算,52,墙下条基自动生成,步骤（与柱下独基类似）：,网格选择,参数输入,基础计算,碰撞检查,重新计算,5.3.1 梁元法中考虑上部结构刚度方法,5.3.2 弹性地基梁内力计算,弹性地基梁模型,倒楼盖模型,厚板有限元模型,5.3.3,梁元法中抗震缝、伸缩缝的处理方法,方法1,将宽梁偏心布置在任一排柱轴线上,另外还要布置与宽梁垂直方向上的梁,保证相邻两个柱节点之间有梁连接，使柱子荷载不丢失并能传到宽梁上,方法2,双轴线上布置两根肋梁。对于梁式基础可在双轴线处局部布置一个筏板，就做成了一个双梁基础,弹性地基梁计算时，如考虑抗扭刚度则个别梁抗剪截面不够，当不考虑梁的抗扭刚度则不会出现抗剪强度不够的情况,5.3.4,弹性地基梁板人防计算,荷载传递路径,人防顶板-柱子、墙体-弹性地基梁,板面等效荷载按顶板覆土厚度0.5米,梁式基础:5级取100,kN/m,2,;6,级取55,kN/m,2,筏板基础：,无地下水：5级取75,kN/m,2,;6,级取40,kN/m,2,有地下水：5级取90,kN/m,2,;6,级取50,kN/m,2,5.3.5,弹性地基梁抗剪不够处理方法,提高混凝土标号,改善地基土,增加弹性地基梁数量,取消考虑抗扭刚度,5.3.6 基础梁平法主要功能,编辑旧图功能,集中标注、原位标注信息修改功能,图文并茂的基础梁钢筋修改界面,基础梁裂缝验算功能,与立面画图法切换,5.6 桩筏基础桩布置方式的选择,桩筏下桩布置的特点,桩位的随意性，桩位自成网格,桩位与荷载的相关性,就地消化,异形柱及剪力墙下桩的布置,常用方式：单桩布置、单桩拷贝、围桩承台,梁下布桩：筏板应后布或不布,5.6.1 桩布置方式的选择,为方便桩筏的优化布桩设计,可对桩筏基础先按承台桩布置，然后再删除承台,程序的“删除承台”菜单改为只删除承台而保留桩（可用“删除桩”菜单删除桩），最后布置筏板。,5.6.2,桩筏计算不同模型比较,弹性地基板,(,梁,),模型（,WINKLER,）,土与桩按弹性假设,倒楼盖模型,按刚性板假设计算桩顶反力,有限压缩层法,弹性解,MINDLIN,应力公式,规范建议方法,有限压缩层法,弹性解修正,0.5ln(D/Sa),建研院方法,5.6.3,有限元计算的各种基础形式,天然地基上的筏基及地基梁基础,桩基：,常规桩基,复合桩基（规范）桩土分担比不变,复合桩基（上海）超承载力由土承担,复合地基：,有桩体，桩与筏板有垫层，按桩筏输入,无桩体，输入承载力及处理深度,5.6.4,桩筏基础特点及输入,不等高，不等厚,地质情况不一样情况,开大天井情况,水浮力与自重,有梁筏板基础下梁与地接触，板架空,设置后浇带,5.6.5,厚板有限元计算结果说明,沉降图，图层增删，沉降等值线图,反力图中承载力校核（最大值,1.2,，均值,1.0,），冲切校核，不足红字显示。设计值,=,特征值*,2/1.66,交互配筋取值原则：不以峰值为标准，识别无用峰值。各网格取大，同截面网格取加权平均。,交互输入配筋区域。增加双层及多层配筋,6,复杂基础设计,6.1,大底盘多塔楼高层建筑应用现况,每年城镇竣工的建筑面积达,5,亿平方米。大底盘多塔楼高层建筑、地下商场、地下车库建筑以及大跨空间、多层地下结构的出现，在目前住宅小区建设以及大型公建项目中都占有非常重要的地位，其面积可达总竣工建筑面积的,10%,。,6.1,某住宅及商业工程,5,栋,17,18,层公寓楼和,4,栋,2,层商业用房、地下车库及配电站组成，公寓楼、商业用房、地下车库及配电站座落在一个大底盘上。基础采用梁板式筏形基础，板厚,800,，梁高,1000,，基础底板底标高,9.10m,（配电站基础底板底标高,10.80m,），公寓楼、商业用房及配电站地下,2,层，中间地下车库地下,1,层，上覆,3m,厚的土体；公寓楼高,60m,商业用房高,8.40m,，框架结构，柱网,8.1m8.1m,。整个建筑物东西长,138.6m,，南北宽,103.35m,，建筑面积约,85800,。,6.2,给地基基础设计与施工带来的问题,（,1,）上部结构相对大底盘地下结构刚度大，基底反力不均匀，基础底板的不均匀变形，引起基础开裂，例如国贸二期工程底板裂缝，防水失效；昆明建筑大厦梁板式筏基开裂，底板防水失效。,6.2,给地基基础设计与施工带来的问题,（,2,）目前解决大底盘高层建筑不均匀沉降的办法一是设置沉降缝，二是设置施工“后浇带”，待沉降基本稳定后再浇筑“后浇带”砼。设置沉降缝影响地下空间的使用功能，一般已不采用，采用施工“后浇带”技术，在中、低压缩性土层一般在主体结构封顶后浇筑“后浇带”砼，但一般需,1,年或,1,年半时间，施工“后浇带”的保护以及在有地下水的地区，降水周期很长，费用开支可观，并增加施工难度。,6.2,给地基基础设计与施工带来的问题,（,3,）高层建筑与纯地下车库的连接条件,由于使用功能要求，高层建筑与地下车库的连接可以采用柔性防水连接和刚性连接，柔性防水连接由于维护困难，费用高，较少采用；采用刚性连接的条件及连接时间也是当前工程急需研究的课题。例如北京太阳园工程地下,2,层车库，地上,32,层高层建筑，在主体结构施工至,78,层时，地下车库的,30cm,厚顶板与主体结构厚,2.0m,的转换层连接，由于刚度相差悬殊，主体结构尚未封顶即出现多处裂缝，防水失效。,6.3,选择合理的计算模型,详细了解,JCCAD,的功能，有弹性地基梁模型（,菜单,3,）与中厚板有限元模型（,菜单,5,）。基础模型有：,WINKLER,地基，弹性半无限体解为基础的有限压缩层模型，弹性半无限体修正解为基础的有限压缩层模型，倒楼盖模型。可以考虑上部结构与基础共同作用，或不考虑。,JCCAD,直接读取上部结构的各种荷载的标准组合与基本组合，上部结构,TAT,，,SATWE,的凝聚刚度及底层网格。,6.4,比较计算结果,理解地基基础设计的复杂性，岩土工程的复杂性在于各种土质地基条件千差万别，在不同成因和周围环境条件下表现出不同的力学性质。地基基础按变形控制设计已为工程界共识，各种规范沉降计算的不统一及与实际情况的差异。,施工工序及施工“后浇带”设置对计算的影响。整体计算与分开计算的结果不同如何应用。,有限元计算结果与实际工程的差别。,6.5,设计计算及施工进一步研究方向,不同上部结构体型的地基反力及变形特征,主裙楼一体结构的荷载传递及变形特征,高层建筑与地下结构的连接及其灾害防治,大底盘高层建筑变形控制、设计的建筑措施、结构措施及其施工措施,“施工后浇带”设置技术及可不设置的条件,6.6,上下部结构共同作用,TAT,和,SATWE,刚度,1.,上部结构计算时假设基础不变形，是固端约束：,实际结构的基础会沉降且可能不均匀。,差异沉降会对上部结构产生次内力,。,2.,不同结构形式对差异沉降的反应是不同的。,3.,规范条文中相关内容,6.7 考虑上部结构刚度的方法,1.,按,TAT,、,SATWE,、,PMSAP,的凝聚的上部结构刚度进行计算,2.,倒楼盖模型,上部结构为刚性,3.,不考虑上部结构刚度,上部结构刚度为,0,6.9,高层建筑地基基础设计,一、概述,对于高层建筑桩筏、桩箱基础，按传统设计理念是只重视满足总体承载力和沉降要求，忽略上部结构、承台、桩、土的相互作用共同工作特性，采用均匀布桩，甚至对边角桩实施加强，由此导致基础沉降呈蝶形分布、反力呈马鞍形分布，主裙差异变形显著，基础整体弯距和核心区冲切力过大，虽然基础板配筋较多，但有的基础板和上部结构仍有裂缝出现乃至影响正常使用。,针对上述情况，提出变刚度调平设计新理念,。,6.9.1,调平设计,基本内涵,基本内涵是：首先，考虑框筒、框剪结构的荷载与刚度分布特点和相互作用引起的应力场不均，实施变刚度布桩（视地质条件实施，变桩长、桩径、桩距）强化核心区，弱化核心区外围；对于刚度相对弱化区考虑桩土共同分担荷载。其二，采用,JCCAD,程序进行上部结构、承台、桩、土的共同作用分析，调整布桩，使差异沉降趋于最小，合理确定箱、筏承台的板厚与配筋。,6.9.2,调平设计作法,对于主楼裙房联体建筑，则按强化主体弱化裙房的原则设计，主体采用桩基，裙房则应首选天然地基，其次为复合地基、疏短桩基。,6.9.3,技术经济效益,按上述变刚度调平设计理念和方法设计的框筒、框剪结构和主裙连体建筑已达十余项，均收到了良好的技术经济效益。,1.,差异沉降明显减小,2.,承台受力性状改善,7,基础计算工具箱,基础沉降计算，,承载力计算，,基础抗冲切、抗剪计算，,底版配筋计算，,人防荷载计算，,人防构件计算,