•
上海《地基基础设计规范》等。
4
１.荷
载
5
１.1荷载组合类别和作用
• 三种组合
– 基本组合
• 基础设计
– 标准组合(短期荷载)
• ห้องสมุดไป่ตู้于承载力设计 • 裂缝计算
– 准永久组合
• 沉降计算
• 其它荷载组合
– 人防荷载
6
１.2基本组合
7
1.2.1基本组合的形式
• 用于基础的内力、配筋等计算 • 三种组合形式
15
16
1.6荷载相关问题
• 当前组合，目标组合 • TAT、SATWE“最大组合内力简图”与JC“目标组合” 的差异 • 一层荷载作用点标高
– 上部结构柱、墙底内力作为基础设计的荷载（组成部分）
17
Ｈ１ Ｈ ±0.0
18
N
Q
M
荷载作用点标高
H
M’=M+Q*H
19
一层上部结构荷载作用点标高
– 梁元法沉降计算时考虑方法 – 板元法沉降计算时考虑方法
• 和内力计算一致
• 倒楼盖模型，文克尔模型，明德林模型，改进明德林模型
59
5.6.1筏板基础沉降计算
• 优先采用缩小差异沉降的方法 • 分区域输入筏板进行沉降计算 • 按沉降完成的速度决定算法
– 修改土的压缩模量 – 调整配筋
60
5.7桩承台沉降计算
S G SGk Q1 SQ1k Qi ci SQik
i 2
n
S G SGk Qi ci SQik
i 1
n
S G SGE EhSEhk Ev SEvk w wSwk
8
1.2.2分项系数取值（规范）
• γG 取值为:
地基基础设计及 程序处理方法
中国建筑科学研究院 PKPMCAD工程部 张志远
概
述
2
荷载
地基基础设计内容
上部结构刚度 基础内力、配筋计算 承载力计算
局部承压
地质资料
沉降计算
3
基础设计的有关规范
• • • • • • • • 《建筑地基基础设计规范》(50007-2002) 《建筑结构荷载荷载》(GB50009-2001) 《混凝土结构设计规范》(50010-2002) 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001) 《人民防空地下室设计规范》(GB50038-94) 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94) 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002) 《高层建筑箱形与筏形基础技术规程》(JGJ6-99)
– 独基、条基、桩承台、单桩 – 基础梁、筏板 – 桩筏
62
6.1独基、条基和桩承台承载力计算
• 承载力计算决定基础底面尺寸 • 基础底面形心确定 • 土重计算
63
6.２筏板承载力计算
• 筏板基础属于整体基础，验算整体承载力满 足要求即可
– P0<fa,Pmax<1.2fa – 由于还有重心校核的要求，一般都会满足Pmin>0 – 筏板基础深度修正系数
• 用于基础沉降计算 • 组合中不含地震和风
S SGk qi SQik
i 1
n
14
1.5人防荷载
• 梁元法采用顶板等效静荷载的数值按比例作用在柱、墙 上，然后进行基础设计。
– 由于顶板等效静荷载的数值比底板的大，在计算板的内力和配 筋时不必计算底板等效静荷载。
• 板元法计算时要由用户输入顶板等效静荷载和底板等效 静荷载，不平衡力桩或土承担。 – 注意：板面荷载与板底荷载左右的时间差
– 当无相邻荷载影响，基础宽度在1-30m范围时，基础 中点的地基变形计算深度可按下列简化公式计算 • Zn=b(2.5-0.4lnb)
54
5.2.3沉降经验系数s取值
• 地区沉降观测资料及经验确定 • 无地区经验时取下表的数值
沉降计算经验系数s
表5.3.5
基底附加压力加权平均 值Es(MPa) 2.5 1.4 1.1
• 基底标高和室外地坪标高 • 覆土重
– 外墙内部按参数计算 – 外墙外部按室外地坪到筏板上表面计算（容重18）
64
6.3基础梁地基承载力验算 • 按整体基础算 • 基础梁翼缘宽度与荷载相一致有利于荷 载的传递 • 注意覆土标高 • 承载力修正深度按室外地坪到基础底标 高计算
65
7.基础内力、配筋计算
• 考虑上部结构刚度对计算结果的影响 • 考虑上部结构刚度方法 • 倒楼盖模型的适用条件
38
2.1考虑上部结构刚度的方法 • 上部结构的刚度对基础内力计算的影响
– 上部结构为刚性，基础在柱墙处的位移为同 一平面（可倾斜）。 – 通过对上部结构刚度矩阵的凝聚得到传给基 础的刚度 – 把上部结构等代成具有一定刚度的与基础在 柱墙节点处位移协调的交叉梁系，该梁系具 有与地基梁相同的位置，这时需要输入各网 格间上部刚度相对与基础的比值
• 目前模拟施工方法
– – – – 对于基础一次加载和模拟施工荷载1相同 30层建筑D+L模拟施工荷载2与一次加载相差20%左右 模拟施工荷载2只能用于导算基础荷载 模拟施工荷载3可以用于上部结构计算也可用于基础计算
21
模拟施工荷载1
a 一层加载
b 二层加载
c 三层加载
22
模拟施工荷载1
a 一层结构
– 墙下条形基础
• 可采用PM荷载,砖混荷载。
• 荷载参数按需要调整
34
1.8.1 地震作用
• 不考虑地震的天然地基及基础，参见抗震 规范4.2.1条
1 砌体房屋 2 地基主要受力范围内不存在软弱黏性土层的 下列建筑
1) 一般单层厂房和单层空旷房屋 2) 不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房 屋 3) 基础荷载与2)项相当的多层框架厂房
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4.1在JC程序中注意问题
• 标高统一，绝对高程和结构标高有换算关系
– 地质资料，基础底标高，一层荷载作用点标高必须 在同一坐标系 – 为了方便输入地质资料增加了参数“建筑0.00相对 的绝对标高”。程序自动换算绝对标高与相对标高
• 坐标系单位为m，孔点和结构平面有对应关系 • 各孔点土层要一致，以保证能够通过插值得到 任意一点的土层信息。孔点的个别土层厚度可 以为零。 • 土名称是代码，参数可改，可名称相同参数不 同
影响：独基，桩承台；作用：剪力换算成弯矩
H2
H1
C
D A B
G
20
1.7模拟施工过程
• 模拟施工荷载主要解决高层结构(尤其是框剪结构)中准确计 算自重作用下的杆件(基础中主要是框架柱和剪力墙)内力问 题 • 梁端位移
– 位移包括
• • • • 本层以下柱墙荷载累计位移（无本层以上构件） 本层荷载产生的位移 本层以上荷载对产生的位移 各层相对位移会对荷载分布产生影响
42
43
4.地质资料输入及桩初设计 • 目的
– 沉降计算（所有基础） – 承载力计算（桩基础） – 反力计算（桩基础）
• 内容
– 土的重度、压缩模量、水头标高 – 各层土的物理参数(特定应力范围下的压缩模 量，端阻系数，侧阻系数等)，水头标高. – 计算承载力时需要持力层图的地基承载力特征 值；
• 桩承台
– 最终沉降的计算采用单向压缩分层总和法，不同方法 的区别在于土附加应力的算法。
• 桩间距<6d:可按实体深基础法。 • 明德林应力公式法
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6.承载力计算
• 荷载选取 • 地基承载力修正
f a＝f ak b ( b 3 ) d m ( d 0.5 )
• 是否地震作用 • 不同类型基础计算特点
4.0 1.3 1.0
7.0 1.0 0.7
15.0 0.4 0.4
20. 0 0.2 0.2
55
Po≥fak
Po≤0.75fak
5.3独立基础沉降计算
• 可用弹性地基梁沉降计算菜单或桩基承台及 独基沉降计算菜单 • 验算绝对沉降和相对沉降
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5.4墙下条基沉降计算
• 按柔性基础计算 • 验算沉降差
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1.3.1程序对标准组合的处理
• 标准组合相当于将基本组合公式中荷载分项系数设为 1.0 • 在抗震规范中没有给出标准组合公式，程序按荷载规范 的原则推导的。否则标准组合中竖向地震效应的贡献将 大于其在基本组合中的贡献，这违背与荷载规范的原则。 • 因此增加竖向地震效应的组合值系数
12
13
1.4准永久组合
PM导荷载时按选择自动生成并传给基础程序
•
– –
设计墙、柱和基础时的折减系数。
通常输入按楼层折减系数 有裙房时的处理
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1.3标准组合(也称短期荷载 )
• 用于地基承载力计算和裂缝宽度计算
S SGk SQ1k ci SQik
i 2
n
Ev S SGE S Ehk S Evk w S wk Eh
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也可以输入海拔高度
46
47
4.2单桩承载力试算
• 目的：
– 已知桩的截面及扩大头尺寸和指定孔点 – 给出各层图的承载力 – 按指定的桩长计算承载力
48
49
5、基础沉降计算
50
5.1沉降计算特点
• 对结构的安全，建设成本影响大 • 离散性大，计算结果不准确，需要对计算结果 修正（各地区的经验系数） • 沉降计算的核心是分层总和法 • 不同性质的土需要用不同的方法计算 • 无桩大开挖基础考虑回弹再压缩 • 各种基础类型的沉降计算在后面分别介绍
b 二层结构
c 三层结构
23
24
29层框剪工程平面图
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一次性加载
26