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基础计算与设计
RSS 打印 复制链接 发布时间:2012-05-05 17:27:54

第七章 基础计算与设计
   录入系统建模完成后,选择【生成计算数据】菜单,弹出对话框,选择【生成基础CAD数据】,当进入【基础CAD】后才能显示平面图形。进入【基础CAD】后,选择【读取墙柱底力】菜单,弹出对话框,选择读取GSSAP计算的上部结构产生的墙柱底内力。
 
图7—1  基础平面图窗口

 

 

 

广厦基础CAD能处理如下扩展基础、桩基础、弹性地基梁以及桩筏、筏板基础。
 
扩展基础设计
扩展基础可以设计单、多柱扩展基础、墙下扩展基础、墙下条形基础、墙柱下扩展基础和联合扩展基础成台上的梁。
扩展基础设计流程:
1、【读取墙柱底力】;
2、填写扩展基础【总体信息】;
3、【基础设计】选择扩展基础设计:确定基础形式——单柱阶式、单柱锥式、多柱阶式、多柱锥式或墙下条基,弹出基础参数对话框,填写对话框参数;
4、布置扩展基础;
5、查看文本计算结果。
7.1.1 扩展基础总体信息
首先点按屏幕上方的【总体信息】弹出对话框,进入【扩展基础总体信息】
 
图7—2  扩展基础总体信息
【地基承载力特征值】输入修正前的承载力,可进行宽度和深度修正;若输入修正后的承载力,则宽度和深度修正系数值填为零。
【基底以下土的重度】用于承载力修正公式,地下水位以下取浮重度。
【基底以上土的加权平均重度】用于承载力修正公式,地下水位以下取浮重度。
【基础宽度和深度地基承载力修正系数ηb和ηd】
                    地基承载力修正系数表                  表7—1
土的类别 ηb ηd
淤泥和淤泥质土 0 1.0
人工填土      e或IL大于等于0.85的粘性土 0 1.0
红粘土 含水比αw>0.8
含水比αw≤0.8 0
0.15 1.2
1.4
大面积
压实填土 压实系数大于0.95,粘粒含量ρc≥10%的粉土
最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石 0
0 1.5
2.0
粉土 粘粒含量ρc≥10%的粉土
粘粒含量ρc<10%的粉土 0.3
0.5 1.5
2.0
e及IL均小于0.85的粘性土
粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态)
中砂、粗砂、砾砂和碎石土 0.3
2.0
3.0 1.6
3.0
4.4
注:1  强风化和全风化的岩石,可参照所风化成的相应土类取值;其他状态下的岩石不修正;
2  地基承载力特征值按《建筑地基基础设计规范》附录D深层平板载荷试验确定时ηd取0。
【基础的混凝土强度等级】取值范围C15到C80,可采用非标准混凝土,如C18,强度自动按插值计算。规范规定混凝土不应低于C20。
【基础的钢筋强度级别】1为I级钢,强度设计值210N/mm2,2为II级钢,强度设计值300N/mm2,3为III级钢,强度设计值360N/mm2。
【基础钢筋保护层厚度】基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当无垫层时不应小于70mm。
【垫层的混凝土强度等级】生成扩展基础平面DWG文件时,用于填写平面图说明。
【垫层的厚度(mm)】生成扩展基础平面DWG文件时,用于填写平面图说明。
【内外地台高差(mm)】生成扩展基础平面DWG文件时,用于填写平面图说明。

7.1.2 扩展基础设计
点按屏幕上方的【基础设计】菜单,弹出对话框,进入【扩展基础设计】。屏幕右边出现扩展基础布置的菜单按键,选择后出现扩展基础参数:
 
图7—3  扩展基础参数
【承载力修正用的基底埋深(mm)】 基础埋置深度一般自室外地面标高算起。在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。对于地下室,如采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。
【地基土抗震承载力调整系数】采用地震作用效应标准组合时,地基土抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基土抗震承载力调整系数计算。
                          抗震承载力调整系数表                       表7—2                                                             
岩土名称和性状 ξa
岩石,紧密的碎石土,密实的砺、粗、中砂,fak≥300的粘性土和粉土 1.5
中密、稍密的碎石土,中密和稍密的砺、粗、中砂,密实和中密的细、粉砂,150≤fak<300的粘性土和粉土,坚硬黄土 1.3
稍密的细、粉砂,100≤fak<150的粘性土和粉土,可塑黄土 1.1
淤泥,淤泥质土,松散的砂,杂填土,新近堆积黄土及流塑黄土 1.0
【基础上土的厚度】承载力计算时用于求土产生的压力。
【基础高度最小值(mm)】迭代求基础高度时的初始基础高度。程序对每一组墙柱荷载效应基本组合求节点应力。在扩展基础的4边找最近的墙柱对承台进行冲切和剪切验算。一边不满足验算要求则按0.1m增加高度,从承载力验算起始位置重新开始迭代,最后求得扩展基础的总高度。规范构造要求锥形基础的边缘高度不易小于200mm;阶梯形基础的每阶高度宜为300—500mm。
【钢筋直径最小值(mm)】按规范构造要求扩展基础底板受力钢筋的最小值经不宜小于10 mm。
【钢筋间距最大值(mm)】按规范构造要求扩展基础底板受力钢筋间距不宜大于200 mm,也不宜小于100 mm。
【基础长度A最小值(mm)】【基础宽度B最小值(mm)】迭代求基础长度时的初始基础长度。根据作用面积和基床反力系数形成弹簧,对每一组墙柱荷载效应标准组合,求最大和最小应力,不满足承载力要求时,按0.1m增加承台长宽,迭代求解以满足所有荷载效应标准组合作用下的承载力要求。
【基础面标高(mm)】用于平面图上标注基础面标高。
【A长向、B短向最小配筋率%】控制实际截面的最小配筋率(扣除台阶以外的面积)。
【多柱和墙下基础与水平夹角】单柱基础的角度自动按柱角度。
【改柱底力】修改所选墙柱在单工况下的内力,并自动修改相关的基本组合、标准组合和准永久组合内力。
 
图7—4  改墙(肢)柱底力

柱、墙肢弯矩和剪力正向根据柱的局部坐标方向确定,墙内点I到J为局部坐标的Y方向,选“录入柱号”时可显示墙内点号。
柱底力修改后程序自动重新进行本墙柱的内力组合。
【验算基础】修改、移动或旋转基础后,验算被选中的扩展基础,并显示当前验算结果。
【显柱底力】弹出对话框,选择显示墙柱在内力组合前后和计算基础的内力。
 
图7—5  显示柱底内力

选择“清除显示”按钮取消当前显示的墙内力。
基本组合和标准组合墙柱内力包含地震时,轴力后有“震”字。
7.1.3 扩展基础设计计算书
对每个扩展基础进行承载力、冲切、剪切验算,以及当上部结构墙柱混凝土强度等级大于基础混凝土强度等级时的局部受压验算,同时输出计算过程,便于人工验算,文本结果中的墙柱号对应录入系统中的墙柱号。
输出扩展基础总体信息。

7.1 桩基础设计

桩基础可以设计单柱桩基础、多柱桩基础、墙下桩基础及墙柱下桩基础。
桩基础设计流程:
1、【读取墙柱底力】;
2、填写桩基础【总体信息】;
3、【基础设计】选择桩基础设计,确定基础形式——单柱桩基础、多柱桩基础、墙下桩基础、墙柱下桩基础;
4、布置桩基础;
5、查看文本计算结果。
6、桩基础施工图、承台施工图。
进入【基础CAD】后,选择【读取墙柱底力】菜单,弹出对话框,选择读取GSSAP或SSW计算的上部结构墙柱底内力。选择【总体信息】菜单,弹出对话框,选择【桩基础总体信息】菜单。
7.2.1 桩基础总体信息
 
图7—6  桩基础总体信息
【基础上土的重度(kN/m3)】用于计算土的自重。
【承台的混凝土强度等级】C15到C80,可采用非标准混凝土,如C18,强度自动按插值计算。 承台混凝土等级不宜小于C15,采用II级钢筋时,混凝土等级不宜小于C20。
【承台的主钢筋强度级别】1为I级钢,强度设计值为210N/mm2,2为II级钢,强度设计值为300N/mm2,3为III级钢,强度设计值为360N/mm2,
【承台的钢筋保护层厚度】基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当无垫层时不应小于70mm。
【1号钢筋最小配筋率】、【2号钢筋的最小配筋率】控制两方向全截面的最小配筋率。
【桩端阻力比】和【沉降经验系数】用于桩基础的沉降计算。
【桩形式】用于基础平面图的说明,与桩基础计算无关。
【考虑承台重量】缺省为不考虑承台重量,桩基础计算时未考虑土对承台的作用,两因素互相抵消,所以可以选择不考虑承台重量。

7.2.2 桩基础设计
点按屏幕上方的【基础设计】菜单,弹出对话框,进入【桩基础设计】。屏幕右边出现桩基础布置的菜单按键,选择后出现桩基础参数:
 
图7—7  桩基础参数
【桩径(mm)】圆桩为桩直径,方桩为桩边长。
【X和Y向桩中心距 (填写装径的倍数)】桩的最小中心距应符合表7—3的规定。
                             桩的最小中心距                            表7—3                                                                  
土类与成桩工艺 排数不少于3排且桩数
不少于9根的摩擦型桩基 其他情况
非挤土和部分挤土灌注桩 3.0d 2.5d
挤土
灌注桩 穿越非饱和土 3.5d 3.0d
 穿越饱和土 4.0d 3.5d
挤土预制桩 3.5d 3.0d
打入式敞口管桩和型钢桩 3.5d 3.0d
注:d ——圆桩直径或方桩边长
扩底灌注桩除应符合表7—3要求外,尚应满足表7—4的规定。
                           扩底灌注桩最小中心距                        表7—4                                                      
成桩方法 最小中心距
钻、挖孔灌注桩 1.5D或D+1m(当D>2m 时)
沉管夯扩灌注桩 2.0D
注:D——扩大端设计直径
【单桩竖向抗压承载力特征值】采用地震作用效应标准组合时,地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。即fAe=ζafa
ζa——地基抗震承载力调整系数按表7—2取值。
【单桩竖向抗拉承载力特征值】采用地震作用效应标准组合时,地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。
【单桩抗震承载力调整系数】单桩抗震承载力调整系数缺省取1.25。
【承台厚度最小值】迭代求基础高度时的初始基础高度,包括桩伸入承台的100mm。
【承台上土的厚度】承载力计算时用于求土产生的压力。
【承台面标高】用于平面图上标注基础面标高。
【桩长度】指承台底面到桩端的长度,用于平面图上标注桩长度。
【基础与水平夹角】桩基础与水平夹角,逆时针为正, 对话框中显示了9桩以下承台角度为零度时的承台形式。
【1号钢筋直径最小值(mm) 】、【2号钢筋直径最小值(mm) 】矩形承台钢筋直径不宜小于10 mm。
【1号钢筋钢筋间距最大值(mm)】、【2号钢筋钢筋间距最大值(mm)】承台钢筋间距应100—200 mm。
【初始承台形式】确定初始承台桩数,迭代时在此基础上增加桩数。若改变承台,选九桩以上时,还须设定总桩数和列数。九桩以上承台形式有两种XY向排列方法:矩阵形和交错形。
矩阵形:                交错形:
       
图7—8  第一标准层结构平面布置图
把承台上墙柱的荷载中心作为承台几何中心后,按如下方法迭代求桩数、承台厚度和内力,并自动生成桩基础平面图和承台剖面图。
桩数的计算:给定基础初始高度,单柱下桩基础的单桩轴力采用《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002(8.5.3-2)公式计算,其它类型桩基础的单桩轴力采用通用有限元的方法来计算,划分承台有限单元网格,桩采用柱单元,对每一组墙柱荷载效应标准组合,求桩的反力。如果单桩不满足承载要求,增加桩数,调整承台尺寸,迭代求解以满足所有荷载效应标准组合作用下的承载力要求。
承台总高度的计算:对每一组墙柱荷载效应基本组合,求节点应力。分别进行墙柱和桩对承台的冲切和剪切验算。如果不满足验算要求,按0.1m增加承台高度,从承载力验算起始位置重新开始迭代,最后求得承台总高度。
承台弯矩和配筋计算:分别求承台两方向截面弯矩和配筋,显示最大值,以弯矩最大值布筋。
【自动归并】桩数和承台相同的基础自动归并,钢筋自动取大值。
【强行归并】把被选中的桩基础按桩数相同归并到一起,钢筋取大值。
【删除基础】删除基础,并自动删除扩展基础表和桩剖面大样表中内容。
【修改基础】单选承台,弹出如下对话框修改。
 
图7—9  修改桩基础

 
图7—10  改墙肢柱底力
最后一种承台形式有两种XY向排列方法:矩阵形和交错形,如图7—7所示。
【改柱底力】单选墙肢或柱,弹出如下对话框,修改墙柱单工况内力和选择工况,程序自动修改相关的基本组合、标准组合和准永久组合内力。
柱弯矩和剪力正向根据柱的局部坐标方向确定,墙肢弯矩和剪力正向根据墙肢的局部坐标方向确定,墙内点I到J为局部坐标的Y方向。选“录入柱号”时可显示墙内点号。
修改后自动重新进行本墙柱的内力组合。
【移动基础】输入X向和Y向移动距离(mm),选择要移动的承台。注意:这时程序没有自动重新计算基础,需验算移动后的基础选择【验算基础】。
【旋转基础】输入逆时针旋转角度(度) ,选择要旋转的承台。注意:这时程序没有自动重新计算基础,需验算旋转后的基础选择【验算基础】。
【验算基础】单选修改、移动或旋转后的基础进行验算,,并显示当前验算结果。
【显柱底力】弹出对话框,显示墙柱在内力组合前后和计算基础的内力,见图7—5。
【录入柱号】显示录入系统中的墙柱号,此墙柱号对应文本结果中的墙柱号。C12为12号柱,W15为15号墙,可点按屏幕左边工具栏中“寻找构件”按钮,根据编号定位墙柱的位置。
【文本结果】对每个桩基础进行承载力、冲切、剪切验算,以及当上部结构墙柱混凝土强度等级大于基础混凝土强度等级时的局部受压验算,同时输出计算过程,便于人工验算,文本结果中的墙柱号对应录入系统中的墙柱号。
 桩基础承台上的梁
桩基础承台上可以布置地梁,所布置的梁和承台一起采用通用有限元方法来计算内力。
设计步骤是:
1、选择“总体信息弹性地基梁总体信息”菜单,弹出对话框输入梁混凝土强度等级、梁纵筋级别、梁箍筋级别和钢筋保护层厚度。
2、点按“基础设计─弹性地基梁布置和计算─两点地梁”,弹出对话框选择矩形梁,输入梁肋宽和梁高。
3、点按“基础设计─桩基础设计─多柱桩基”,布置带梁的桩基础,并自动填写桩承台大样表。
4、点按“基础设计─弹性地基梁布置和计算─显梁配筋”, 第一行显示梁的左中右截面的面筋(cm2),第二行显示左中右截面的底筋(cm2)和端部箍筋(cm2/0.1m)。
5、点按“基础设计─弹性地基梁布置和计算─显梁内力”, 第一行显示梁左中右截面最小弯矩(kN.m),第二行显示梁左中右截面最大弯矩(kN.m),第三行显示梁左端剪力/T最大扭矩(kN.m)/右端剪力(kN)。
6、点按“基础设计─弹性地基梁施工图绘制─生成梁图”,自动生成梁的平面图。
 复杂桩基础承台
对于简单的单柱桩基础形式,可以直接选择菜单“窗口─桩承台大样表”,显示桩承台配筋及大样表,再选择菜单“工程─生成当前窗口内容的DWG”,把桩承台大样表生成DWG文件。
 对于墙下、墙柱下、多柱下等复杂的桩基础,承台按筏板计算,设计步骤:
1、进入“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算”菜单,点按【计算筏板】,选择需要按筏板计算的承台,重新计算。
2、点按【计算简图】按钮,显示筏板所有的计算结果,包括筏板面筋。
3、进入“基础设计─筏板基础施工图绘制”菜单,根据筏板【计算简图】板节点配筋面积绘制这些承台的配筋。
在当前窗口显示基础平面图时,选择菜单“工程─生成当前窗口内容的DWG”, 把基础平面图生成DWG文件,文件路径同当前工程路径。
7.2.3 桩基础设计计算书
对每个桩基础进行承载力、冲切、剪切验算,以及当上部结构墙柱混凝土强度等级大于基础混凝土强度等级时的局部受压验算,同时输出计算过程,便于人工验算,文本结果中的墙柱号对应录入系统中的墙柱号。
输出桩基础总体信息。

7.2 弹性地基梁设计
1、适用于弹性地基梁结构,梁的截面形式可为矩形、^形和T形;
2、利用文克尔假定导出弹性地基梁的单元刚度矩阵,用矩阵位移法计算弹性地基梁在上部单工况荷载作用下的位移和内力,内力组合后计算截面配筋;
3、可选择按图形方式或文本方式输出计算结果,自动生成平法表示的梁施工图;
弹性地基梁可以设计柱下弹性地基梁、墙下弹性地基梁。
弹性地基梁设计流程:
1、进入“弹性地基梁布置和计算:
2、【读取墙柱底力】;
3、填写弹性地基梁【总体信息】;
4、选择布置基础梁,弹出“弹性地基梁参数”对话框,填写对话框参数;
5、布置弹性地基梁;
5、布置梁上荷载;
6、计算弹性地基梁;
7、查看文本计算结果;
8、进入“弹性地基梁施工图绘制”生成弹性地基梁施工图。
7.3.1 弹性地基梁总体信息
 
图7—11  弹性地基梁总体信息
【地基承载力特征值】输入修正前的承载力,可进行宽度和深度的修正。若输入修正后的承载力,则宽度和深度的修正系数值填为零。目前版本弹性地基梁未作宽度修正。
【承载力修正用的基底埋深(mm)】基础埋置深度,一般自室外地面标高算起。在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。对于地下室,如采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。
【地基土抗震承载力调整系数】采用地震作用效应标准组合时,地基土抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基土抗震承载力调整系数计算。抗震承载力调整系数见表6
【基底以下土的重度】用于承载力修正公式,地下水位以下取浮重度。
【基底以上土的加权平均重度】用于承载力修正公式,地下水位以下取浮重度。
【基础宽度和深度地基承载力修正系数ηb和ηd】见表6—目前版本弹性地基梁未作宽度修正。
【翼缘上土的重度】用于计算土的自重。
【翼缘上土的厚度】用于计算土的自重。
【基床反力系数】见表2—7。
【地梁重叠修正系数的折减系数】在“弹性地基梁总体信息”中地梁重叠的修正系数的折减系数设为0时不修正重叠,>0时修正。
由于在纵横梁交叉点下的一块底面积被两个方向上的梁使用两次,使这部分底面积重复利用。而基础计算时一些有利因素已考虑,故对修正系数可适当折减,这里缺省折减系数为0.5。
【梁的混凝土强度等级】C15到C80,可采用非标准混凝土,如C18,强度自动按插值计算。
【梁的纵筋强度级别】2为II级钢,强度设计值为300N/mm2,3为III级钢,强度设计值为360N/mm2。
【梁的箍筋强度级别】1为I级钢,强度设计值为210N/mm2,2为II级钢,强度设计值为300N/mm2,3为III级钢,强度设计值为360N/mm2。
【基础的钢筋保护层厚度】基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当无垫层时不应小于70mm。
7.3.2 弹性地基梁设计
 弹性地基梁布置
 
图7—11  弹性地基梁总体信息
布置弹性地基梁有【两点地梁】、【距离地梁】、【轴线地梁】和【延伸地梁】四种方式。点按弹出地基梁参数对话框见图7—12。
 
图7—12  弹性地基梁参数
对话框中各部位标注尺寸见图7—13

   
矩形梁         翼缘在梁底的筏板肋梁           翼缘在梁顶的筏板肋梁
图7—13  地基梁标注尺寸
弹性地基梁的布置方式与录入系统梁布置方式相同。另外有【删除地梁】、【修改地梁】和【移动地梁】三种地梁的调整方式
 布置弹性地基梁上荷载
点按【加梁荷载】,在命令行输入梁上的荷载标准值,荷载为均部线荷载,单位kN/m,光标窗选需要加荷载的地梁。
 计算弹性地基梁
点按【计算地梁】,程序自动计算所有地梁内力和配筋。
【显柱底力】见图7—5。
【显梁编号】此编号对应文本结果中的梁编号,B12为12号梁,可点按屏幕左边工具栏中“寻找构件”按钮,根据编号定位弹性地基梁的位置。
【显梁荷载】恒荷载值(kN/m)为梁上填充墙自重标准值,梁自重由程序自动计算。
【显梁尺寸】如50100为矩形梁截面,尺寸500mm×1000mm;50100(20040)为形或T形梁截面尺寸,梁肋宽500mm,梁高1000mm,翼缘宽2000mm,翼缘根部高400mm。单位为cm。
【显梁配筋】
2-15-3
9-0-11/3.1/10 (cm2/ m)

梁左—中—右截面面筋(cm2)
梁左—中—右截面底筋(cm2)/端部箍筋(cm2/0.1m)/翼缘底部配筋

【显梁内力】
35/-75/30
89/-40/70
28/T10/25

左—中—右截面最小弯矩(kN.m)
左—中—右截面最大弯矩(kN.m)
左端剪力/T最大扭矩(kN.m)/右端剪力(kN)

【显点位移】向下为正,单位mm。
求最大位移时,地震作用组合下的位移除地基土抗震承载力调整系数后才与非地震作用组合下的位移比较,显示的位移已除地基抗震承载力调整系数。
显示红色表示反力超过修正后的承载力。若最大位移后出现第二个数值表示节点有向上的位移,设计应避免出现向上的位移。
【显点反力】向下为正,向上为负,单位kN/m2。
求最大反力时,地震作用组合下的反力除以地基抗震承载力调整系数后才与非地震作用组合下的反力比较,显示的反力已除过了地基抗震承载力调整系数。
显示红色表示反力超过修正后的承载力。修正后的承载力显示在右下角的说明中,目前弹性地基梁未作宽度修正,只作深度修正。
【冲切剪切】     
4.32/3.22
翼缘冲切比/翼缘剪切比
若数值小于1显示红色,说明不满足验算要求,需增加翼缘厚度,在文本计算结果中有验算过程。
7.3.3 弹性地基梁设计计算书
点按【计算地梁】后,程序自动计算所有地梁内力和配筋并生成文本形式的计算书,计算书包括弹性地基梁总体信息,弹性地基梁翼缘冲切和剪切计算结果,以及梁各截面内力、配筋计算结果,便于人工检查。
7.3.4 弹性地基梁施工图绘制
计算通过后进入“弹性地基梁施工图绘制”菜单,点按【生成梁图】弹出图7—13梁钢筋控制对话框确认后,自动生成梁和翼缘边线、梁平法钢筋施工图,并自动归并梁钢筋和处理字符重叠。见图7—14。
 
图7—13  梁钢筋控制对话框
 
图7—14  弹性地基梁施工图绘制
【自动归并】可以设定归并参数后自动归并所有梁或自动归并所选择的梁,钢筋取大值。
【自调重叠】自动调整梁上重叠的钢筋字符,当自动处理不了时,采用移字符的功能移动。
【强行归并】选择几何尺寸相同的梁进行强行归并,钢筋取大值。
【改梁钢筋】修改梁原位标注、集中标注、密箍或吊筋
1、修改梁原位标注: 面筋、底筋、截面尺寸、箍筋、架筋和标高。单选要修改的梁上字符串。 修改钢筋后,程序自动重新计算此梁的裂缝和挠度值。
2、修改梁跨: 面筋、底筋、截面尺寸、箍筋、架筋和标高。单选要修改的梁跨,弹出如下对话框修改,修改钢筋后,CAD自动重新求此梁的裂缝和挠度值。
 
图7—15  梁跨钢筋对话框
 
图7—16  梁集中标注对话框
3、修改梁集中标注: 连续梁编号、截面尺寸、箍筋、架立筋和标高。单选要修改的梁集中标注,弹出图7—16对话框,修改拉通负筋后可选择自动重新选择各跨支座短筋。
 
图7—17  吊筋密箍
4、修改梁密箍或吊筋:单选要修改的密箍或吊筋的字符串,弹出图7—17对话框修改。角度为密箍或吊筋与水平的夹角,宽度为相交梁的宽度,高度为密箍或吊筋所在跨梁的高度。
【显梁裂缝】显示弹性地基梁的裂缝宽度。
0.23
0.18/0.20

梁上部跨中裂缝宽度
左支座裂缝宽度/右支座裂缝宽度
当显示红色时为警告,可通过修改该部位的纵筋调整裂缝宽度。
【含缝配筋】
0-13-0
9-0-18/10

梁左—中—右截面面筋(cm2)
梁左—中—右截面底筋(cm2)/端部箍筋(cm2/0.1m)
显示红色为超筋,需修改梁截面尺寸。
7.3 桩筏和筏板基础设计
桩筏和法办基础设计可以计算平板式筏基、梁式筏基、桩筏基础和梁桩筏基础。
弹性地基梁设计流程:
1、【读取墙柱底力】;
2、进入“桩筏和筏板基础布置和计算”
3、填写筏板基础【总体信息】;
4、确定筏板的边界;
5、布置荷载;
6、划分有限元网格;
7、计算筏基。
8、进入“筏板基础施工图绘制”生成弹性地基梁施工图。
进入【基础CAD】后,选择【读取墙柱底力】菜单,弹出对话框,选择读取GSSAP或SSW计算的上部结构墙柱底内力;选择【总体信息】菜单,弹出对话框,选择【桩筏和筏板基础总体信息】菜单。
7.4.1 桩筏和筏板基础总体信息
 
图7—18  桩筏和筏板基础总体信息
【板变形方式(0柔性,1刚性)】0按弹性变形计算;1按刚板变形计算,满足平面外无限刚要求。梁筏基础必须设为柔性板,否则计算不出梁内力。
【桩顶和板的连接(0铰接,1刚接)】按桩与板的连接构造情况确定计算简图。
【桩钢筋保护层厚度】桩主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm,水下灌注混凝土,不得小于50mm。
该总体信息中许多参数与弹性地基梁及桩基础总体信息参数相同,参数相同的这里再不重复,参照弹性地基梁与桩基础总体信息参数。
7.4.2 筏板和筏板基础设计
 
图7—19  桩筏和筏板基础设计

7.4.2.1 平板式筏板基础设计
【角点定边】根据所选角点和每边挑出长度确定边界线
【板上开洞】选择角点,在板上开多边形洞口。
 
图7—20  划分单元参数设置
【划分单元】指定筏板,划分有限元网格,点取此命令,弹出划分单元参数对话框图7—20。
【最大间距】单元的最大边长。
【最小间距】用于矩形剖分的最小边长,程序不会划分出边长小于最小间距的单元。在柱中心点、桩中心点或梁端点可能没有与之对应的节点,这时柱中心点、桩中心点或者梁端点用最近的节点代替,并且在有限元计算时没有考虑这种情况的偏心;另外,梁两个端点可能对应同一个节点,程序在有限元计算时会出错,所以最小间距不能太小。
【与水平夹角】只用于矩形剖分,为划分后的4边形单元与X轴的夹角。
【筏板厚度】剖分后单元的缺省厚度。
【剖分方式】有两种方式选择,当一种自动剖分方法剖出的单元不理想时,可采用另一种剖分方法。
 
图7—21  面荷载
【面荷载】布置多边形面荷载,弹出图7—21对话框修改荷载值和选择工况。在计算时,板单元只要有1个角点在面荷载围成的区域内,面荷值就被赋给板单元。面荷载包括了在该板上的使用荷载、填土等。
 
图7—22  集中力
【集中力】布置集中力,弹出图7—22对话框修改荷载值和选择工况。在计算时,集中力就近赋给节点。集中力为非梁柱传来的其它荷载。

【集中弯矩】布置集中弯矩。弹出图7—23对话框修改荷载值和选择工况。在计算时,集中弯矩就近赋给节点。集中弯矩为非梁柱传来的其它外荷载。

 
图7—23  集中弯矩
【内筒冲剪】选择角点,计算和输出多边形内筒的冲切和剪切文本文件。
【计算筏基】运行有限元计算模块计算所选择的筏板或承台。
【计算简图】弹出图7—对话框:显示的配筋为计算配筋,没有考虑构造要求。
梁计算结果显示用于梁筏基础中的梁。包括下面五项:
【梁编号】此编号对应文本结果中的梁编号,B12为12号梁,可点按屏幕左边工具栏中“寻找构件”按钮,根据编号定位梁的位置。
【梁荷载】恒荷载值(kN/m)为梁上填充墙自重,是标准值,梁本身的自重由CAD自动计算。
【梁尺寸】单位为cm,50100为500mm×1000mm矩形梁截面尺寸,50100(20040)为形或T形梁截面尺寸,梁肋宽500mm,梁高1000mm,翼缘宽2000mm,翼缘根部高400mm。
【显梁内力】
35/-75/30
89/-40/70
28/T10/25

梁左中右截面最小弯矩(kN•m)
梁左中右截面最大弯矩(kN•m)
梁左端剪力/T最大扭矩(kN•m)/右端剪力(kN),

【梁配筋】
2-15-3
9-0-11/3.1

梁左—中—右截面面筋(cm2)
梁左-中—右截面底筋(cm2)/端部箍筋(cm2/0.1m)
板结点位移和内力:
【正最大挠度】为标准组合内力作用下的最大向下位移,求最大位移时,地震作用组合下位移除地基抗震承载力调整系数后才与非地震作用组合下的位移比较,显示的位移已除地基抗震承载力调整系数,显示红色表示反力超过修正后的承载力。
【负最大挠度】为标准组合内力作用下的最大向上位移,求最大位移时,地震作用组合下位移除地基抗震承载力调整系数后才与非地震作用组合下的位移比较,显示的位移已除地基抗震承载力调整系数。设计应避免出现向上的位移。
【最大反力】为标准组合内力作用下的最大反力,单位kN/m2。求最大反力时,地震作用组合下的反力除地基抗震承载力调整系数后才与非地震作用组合下的反力比较,显示的反力已除地基抗震承载力调整系数,显示红色表示反力超过修正后的承载力, 经宽度和深度修正后的承载力显示在右下角的说明中。
【内力】为基本组合作用下的内力,节点弯矩和剪力的方向由整体坐标的X、Y方向确定,弯矩单位为kN•m/m,剪力单位为kN/m。
【板节点配筋】对应基本组合内力作用下的配筋,单位为cm2/m。

 
图7—24  桩筏和筏板基础计算结果显示
【对板的冲切比和剪切比】例如:4.32/3.22表示:板冲切比/板剪切比
数值小于1显示红色,不满足验算要求,需要增加板厚度,在文本计算结果中有验算过程。
桩计算结果显示以下两项,用于桩筏基础或桩梁筏式基础中的桩。
【桩参数】显示C600单桩竖向抗压承载力特征值,单位:;T300单桩竖向抗拉承载力特征值;L15桩长,单位m;D500桩径单位mm。
【桩内力】显示标准组合内力作用下的桩最大反力。
【板单元】显示单元网格。
【板重心和荷载中心的距离】荷载为墙柱底恒、活载荷和用户布置的恒、活荷载。避免过大的荷载偏心。
【板号】对应文本计算结果中冲切比和剪切比验算中的板号。
【桩编号】对应文本计算结果中桩对板冲切验算中的桩号。

7.4.2.2 梁式筏板基础设计
梁式筏板基础是弹性地基梁与筏板的结合,设计步骤:
1、建模在“桩筏和筏板基础布置和计算”程序中输入筏板基础总体信息;
2、分别在弹性地基梁中输入梁(选择筏板肋梁)和在筏板基础中布板;
3、加梁上荷载和板上荷载;
4、在筏板基础中计算,【计算简图】中的计算结果包含了筏板和梁的内力和配。
板:
【板弯矩】
【板配筋】
【板裂缝】
5、梁的施工图在“弹性地基梁施工图绘制”程序中【生成梁图】,板的施工图在“筏板基础施工图绘制”程序中绘制。

7.4.2.3 桩筏式筏板基础设计
桩筏基础是桩基础与筏板的结合,设计步骤:
1、在“桩筏和筏板基础布置和计算”程序中输入筏板基础总体信息;
2、在“桩筏和筏板基础布置和计算” 程序中布板、桩;
3、加板上荷载;
4、在筏板基础中计算,【计算简图】中的计算结果中包含了桩的参数和内力。
下面四个参数是桩筏基础中布桩参数。
 
图7—25  参数布桩
【参数布桩】按指定的参数在边界线内布置群桩,弹出布桩参数对话框,设置桩阵列与水平夹角、X向间距、Y向间距。确定后指定布桩定位点布桩。
【两点布桩】按指定的参数在一条直线上布桩,在命令行设置布桩数量和桩本身的参数,在平面图确定布桩的起点和终点布桩。布桩位置不包括起点和终点。
【一点布桩】在指定点上布桩。
【改桩参数】用于更改指定桩的参数(桩径、桩身长度和单桩承载力特征值),弹出图7—26桩参数对话框修改后选桩,选中的桩更改为当前参数框内的参数

 
图7—26  改桩参数
7.4.2.4 梁桩筏基础设计
 梁桩筏基础是桩基础、弹性地基梁和筏板基础的结合,设计步骤
1、在“桩筏和筏板基础布置和计算”程序中输入筏板基础总体信息;
2、分别在“弹性地基梁布置和计算”中输入梁(选择筏板肋梁)和“桩筏和筏板基础布置和计算”中布板、桩;
3、加梁、板上荷载;
4、划分板单元,最后在筏板程序中计算,【计算简图】中的计算结果包含了筏板和梁的内力和配筋;
5、梁的施工图在“弹性地基梁施工图绘制”程序中【生成梁图】,板的施工图在“筏板基础施工图绘制”程序中绘制。
7.4.3 筏板和筏板基础设计计算书
点按【文本结果】自动生成文本形式的桩筏和筏板基础冲切计算结果、梁各截面计算结果,便于人工检查。
输出桩筏和筏板基础总体信息。
7.4.4 筏板基础施工图绘制
进入筏板基础施工图绘制菜单,显示界面如图7—27。
 
图7—27  筏板基础施工图绘制
【贯通板筋】同时布置板贯通面筋和底筋。
【两点面筋】只布置板面筋。
【两点底筋】只布置板底筋。
【一点底筋】只布置板底筋。输入负筋时上述输入可互相组合,d、D、f和F后的数字为钢筋直径,@后的数字为钢筋间距,数字为左伸出长度,/后的数字为右伸出长度,单位:mm。
当两边板厚不同时分别提示最小和最大配筋率。显示的负筋配筋率为贯通负筋和支座短筋之和。当自动找不到支座时要求输入钢筋角度。
7.4 地质资料输入、基础沉降与回弹


练习与思考题
1、 如何把上部结构的荷载传到基础?如何生成广厦基础CAD?
2、 简基床反力系数如何确定?
3、 剪力墙有端柱的情况下,自动计算基础时,程序会把她们分开布桩,这样好吗?需要调整吗?
4、 各种基础设计的区别?
5、我们可以通过“改柱底力”修改自动生成的柱底内力,那么点按“改柱底力”进入对话框里面,显示的内力是设计值还是标准值?

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