YJK基础答疑综合分类
以下为不考虑自重、活荷载,只考虑相同的恒载,但是计算条件差异:
1、普通楼板计算结果,趋势如此(计算条件有限元、梁弹性支撑); 2、筏板倒楼盖弯矩图,趋势如此;
3、筏板弹性地基梁模型(板元法,对应PKPM的第五个菜单),趋势并不一定如此; 4、梁元法,对应PKPM的第四个菜单,趋势如此,此时它假定地基梁是固定支座,而不是弹性支座,与实际情况出入比较大。
第三节 计算参数
(一)倒楼盖法和弹性地基梁法
1、弹性地基梁板采用的是文克尔假定,地基梁内力的大小受地基土弹簧刚度的影响,而倒楼盖模型中的梁只是铺钢筋混凝土梁,其内力的大小只与板传给它的荷载有关,而与地基土弹簧刚度无关。
2、由于模型的不同,实际梁受到的反力也不同,弹性地基梁板模型支座反力大,跨中反力小。而倒楼盖模型中的反力只是均布荷载。
3、弹性地基梁板模型考虑了整体弯曲变形的影响,而倒楼盖模型的底板只是一块刚性板,不受整体弯曲变形的影响。
4、由于倒楼盖模型的底板只是一块刚性板,因此各点的反力均相同,由此计算得到的梁端剪力无法与柱子的荷载相平衡,而弹性地基梁板模型计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的。
软件中上部荷载恒、活、风、地震、人防等根据用户选择选取计算方法,优先选择弹性地基梁板;对于防水板和高水自动用倒楼盖方法,与选择无关。对于非线性只用于弹性地基梁的计算方法。
不要因为防水板模型选倒楼盖方法,这样的结果是防水板内的其它基础用倒楼盖模型。
(二)规范
有2个选项:1、对于天然地基、常规桩基(不考虑土分担荷载),不考虑土分担基础荷载,即一般桩基础时不考虑土的作用;2、复合地基(桩土共同分担荷载),可以考虑土分担基础荷载。
注意:对于部分桩筏和部分筏板共同组成的的基础形式,如果选择1,则全部荷载都由桩筏基础下的桩承担,没有考虑筏板下土的承载作用,这样做显然不对。因此应选择2,按照复合地基模型计算。
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(三)迭代计算桩土刚度:
不勾选此项时的桩土刚度是经过沉降试算得出的。勾选此项则软件将对桩土刚度再做一次迭代计算,即用第一次有限元计算后的沉降计算结果算出最终的桩土刚度,再做第二次有限元计算,以第二次有限元结果及沉降结果作为最终设计依据。具体迭代计算的过程如下
确定基床系数初始值K0有限元法计算,得到基底压力Pi,位移Ui按分层总和法计算沉降Si|Ui-Si|≤Δ是最终确定Ki否Ki+1=Pi/Si 第1步:确定基床反力系数的初始值K0
第2步:有限元计算,得到基底压力Pi和位移Ui
第3步:按分层总和法计算沉降Si
第4步:判断位移Ui是否等于沉降Si,若不等于,说明K取值不合理。按Pi/Si修正基床系数K。若等于,说明K取值合理,位移等于沉降。
第5步:最终确定Ki,迭代结束。
需要注意的是,这种迭代算法,会导致筏板边缘的基底压力趋向于无穷大。原因是按分层总和法计算沉降时,采用的Boussinesq应力解是弹性解。
(四)桩刚度是如何确定的
Qs
YJK采用“荷载除以位移”的方法试算桩刚度:
Kp?Q为平均桩反力,按“荷载除以总桩数”确定。
荷载包括:上部荷载的准永久值组合(1.0恒+0.5活),筏板自重,覆土重,板面恒荷载。
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s为桩顶沉降,等于“桩身压缩+桩端沉降”。 桩身压缩按下式计算:
se??eQjljEcAps
桩端沉降按下式计算:
s???i?1nn?ziEsi?zi?se(常规桩基)
s????zi??zci?zi?se(复合桩基) Ei?1si各参数意义参见桩基规范《JGJ94-2008》第5.5.14条。
?zi根据Mindlin应力解计算。 ?zci根据Boussinesq应力解计算。
(五)桩刚度确定的例子
盈建科中试算桩刚度的方法是:
Kp?Q sQ为假定的桩反力。程序按上部总荷载除以总桩数计算。
s为单桩沉降。程序按《桩基规范》 式5.5.14-1计算,但是不考虑周围桩的影响,按照单桩计算。
如545号桩:桩长、桩径、桩端深度(相对±0.000)、桩端深度(相对地质资料的0标高)分别为D=1200mm,L=42m,Z=-58.9m,Zd=-53.5m。
筏板的准永久组合1.0恒+0.5活载:358836kN;总桩数818则反力为:Q=4386.7 Q取4387kN,各计算土层的沉降为:
计算至第3层时,附加应力小于0.2倍土自重应力(地下水位以下取浮重度),停止计算。桩刚度:
Kp?4386.7kN?465452kN/m
9.4246mm39
为什么在没有地质资料也能计算桩刚度呢,主要是桩沉降s =分层总和沉降s1(地
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质资料有关)+ 桩身压缩se(地质资料无关);se是肯定有值的。
(六)基床系数的计算
基床系数最好参考软件提供的取值表,理论计算结果经常会小很多。
图示为重量*10000kN
挖土前 施工后
没有被蓝色部分切掉前:附加荷载P0=(150+20+20)—(100+50+50)= -10 无法计算出沉降s=0,则基床反力系数=P/s=P/0,只能取缺省值,P为上部荷载;
被蓝色部分切掉前:附加荷载P0=(150+20)—(100+50)= 20 可以计算出沉降s见规范,则基床反力系数=P/s,为上部荷载。
有时如果上部荷载比较小(可以大致按照每层楼0.5m的土估计),而基础挖深比较深,会造成附加压力小于0,而基础的沉降s=0,这时候软件自动读取默认的基床系数。软件可以如下查阅基床系数的计算(整个板的平均值):
K=3040390/368/0.197(kN/m3)
(七)复合地基的桩刚度与基床系数的确定
对于复合桩基,地质资料反算地基基床系数和桩刚度系数由桩间土分担荷载的比例确定,分担比例定义有两种方式:
第一种程序根据所布置的桩筏基础,自动计算土的部分承担的荷载(即不勾选此项参数):比如总荷载500,000kN,100桩总承载力300,000kN,则剩余的荷载土承担
200,000kN(至少20%的总荷载,防止计算异常);则计算桩刚度用300,000kN,计算土的基床系数200,000kN。
与jccad不同,jccad按照单桩承载力与土的承载力比值确定分担荷载。
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