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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,2,１.荷 载,3,１.1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) 用于承载力设计 裂缝计算 准永久组合 沉降计算 其它荷载组合 人防荷载,4,１.2基本组合,5,1.2.1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,,,6,1.2.2分项系数取值（规范）,γG 取值为: 对结构有利取1.0 抗浮计算取0.9 永久荷载控制的组合取1.35 其它取1.2 可变荷载分项系数取值为： 一般取1.4 标准值4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3,,7,1.2.3 活荷载折减,设计楼面梁时按(4.1.2-1)条,根据楼面梁的从属面积或建筑楼板用途等因素确定的折减系数 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,8,1.3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,,,9,1.3.1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,,,10,,11,1.4准永久组合,用于基础沉降计算 组合中不含地震和风,,12,1.6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）,13,,,,,,,,,±0.0,,,,,,Ｈ,,,,,,,Ｈ１,14,15,一层上部结构荷载作用点标高 影响：独基，桩承台；作用：剪力换算成弯矩,,,16,1.7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 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,17,a 一层加载,b 二层加载,c 三层加载,模拟施工荷载1,18,a 一层结构,b 二层结构,c 三层结构,模拟施工荷载1,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,19,20,29层框剪工程平面图,,21,一次性加载,22,模拟施工荷载1,23,模拟施工荷载2,24,模拟施工荷载3,25,一次性加载和模拟施工荷载1： N=27970,26,模拟施工荷载2(D+L): N=32644,27,模拟施工荷载3(D+L): N=29373,28,1.8 荷载选用原则,不同计算模型导算的荷载总值相近，分布有差异 校核方法：选同工况“当前组合”比较荷载总值 基础型式： 独立基础（柱下独立基础和桩承台基础） 可以是非同工况荷载，尽量多的荷载组合。

PK，TAT,SATWE,PMSAP 整体基础（柱下条形基础（基础梁）、筏板） 同工况荷载PM ,TAT,SATWE,PMSAP 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,29,1.8.1 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 3 本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑,30,1.9 荷载参数的调整,根据建筑用途修改,可根据楼层数进行修改,,31,AutoCAD基础图向基础模转化,一、基础图的加载 二、选择转化的内容 三、选择内容的处理 四、图面标注内容的识别 五、生成基础的模型数据,32,用下拉菜单项：文件(F) 在该下拉菜单中选取：打开(O) 命令，打开基础图(DWG) 此方法仅适用于该基础施工图是按1:1的比例绘制的图形文件一、AutoCAD基础图的加载,33,用下拉菜单项：图形转换 在该下拉菜单中选取：插入DWG原图命令，打开基础图(DWG)。

使用该方法，程序会要求用户输入该基础图的绘图比例34,示例,35,根据工程的实际情况，选择相关的内容 程序可转化的内容如下图所示，逐个操作：,,,,,,36,二、选择转化的内容,如选择轴网,选中的轴网同类实体会变虚，便于用户核查操作的正确性37,如选择承台,则选中的承台同类实体也会变虚38,三、选择内容的处理,在完成对基础图DWG的选择工作之后，可执行命令项：转换成基础模型数据中，要求用户输入转化生成的工程名称：,39,在该命令中，程序将根据已选择的内容生成新的平面图信息，如果该平面图与原图有出入，返回前面的相应命令，补全40,四、图面标注内容的识别,对于采用平法标注法绘制的基础梁基础平面图，程序可自动通过对基础梁标注信息的识别，提取到基础梁的截面和配筋信息点取下拉菜单“识图”中的‘梁标注自动识别’即可41,点取下拉菜单“识图”中 的‘生成数据’，即可生成 基础的建模数据 至此，基础图转化基础 模型的工作已完成，之后， 用户可在PKPM系列软件 的平台上，可使用此程序 模块生成的数据信息五、生成基础模型数据,42,基础设计常见问题,43,问题:在JC的主菜单1“地质资料输入”中已建立一个地 质资料文件，为何在主菜单2“基础人机交互输入” 中打开地质资料时找不到已输入的地质资料文件？ 答：旧版本程序中，如果工程名及目录名总长超过40个字节时，就会出现这个现象。

现版本这个问题已解决,即超过40个字节,仍可正确找到地质资料文件正确流程如下：,,,,44,问题:在JC中读取SATWE荷载时，发现某些墙体的荷载如 图2-1所示丢掉了,请问其原因及解决方法？ 答：该现象是由于设计人员在进行PM建模时，把洞口两端加了两个节点所致，如图2-2所示对于这样布置的洞口，SATWE与JC两个程序在处理上有一些差异，所以荷载会出现丢失的现象，把节点删除后再传基础荷载结果正常，如图2-3现版本这个问题已解决,即如果在洞口两边加了节点目前程序也可以正确的传基础荷载图2-1 图2-2 图2-3,45,问题:在人机交互中什么原因导致无法读取上部结构传 来的荷载？ 答：如“荷载定义”对话框所示用户在人机交互中没有定义活荷载，即把活载定义成“0”，或虽活载没有定义为零，但“是否计算活载”没有勾选，程序在处理荷载数据时没有活荷载信息，JC是无法读取上部结构的荷载数据的，所以即便工程中没有活荷载，也需要输入一个小值来保证传基础荷载的顺利进行另需注意在PM第三项中的楼面活荷载如修改为零，同样不能传基础荷载46,问题:在SATWE前处理的参数设置中“传给基础的活荷载” 选择“折减”或“不折减”在JCCAD中读取的荷载 值都是一样的？ 答：这个参数仅决定传到“底层柱、墙最大组合内力”中的活荷载是否折减。

在JC中读取的SATWE活荷载均是未折减的，如果设计人员需要对活荷载进行折减，可以通过JC的“荷载输入” “荷载参数” “活荷载按楼层折减系数”来考虑SATWE中的参数,47,JCCAD中活荷载折减的设置流程,,,48,问题:为何筏板基础重心校核中显示的基础反力如图5- 1与退出时显示的基础反力如图5-2数值不一样？ 答：原因一、重心校核时荷载的统计是不考虑水浮力的，而人机交互退出时统计的荷载是考虑水浮力之后的数值，所以结果不同 原因二、对于梁板式基础，如果某些轴线上没有布置梁或板带，在重心校核时会导致荷载没有分配到梁或板带上，也会使两个地方显示的数值不同图5-1 图5-2,,49,问题:如何查找“当前组合”或“目标组合”中形成的 某一工况下荷载图的图形文件？ 答：当我们选择了某种当前组合或目标组合中的工况后，图形显示区会出现相应的荷载布置图，但它是中间文件，用户是不可以直接打印的，如果设计人员需要把它生成 .T图，可以借助主菜单中的“图形管理”功能如图6-1所示为准永久组合：1.0恒+0.5活的荷载布置图，要把这个中间文件转成图形文件可按如图6-2所示的流程操作，即可在当前工作目录下面生成一个文件名为“FCustomz.T”的图形文件。

50,,,,,图6-1,51,生成图形文件的设置流程,图6-2,,,,52,,问题:如何校核SATWE传基础荷载是否正确？ 答：方法1、在SATWE计算结果文本文件 “WMASS.OUT”的输出中可以查看 到结构的总质量和活载的总质量，此处活载均乘以了0.5的折减系数 如下所示: 在JC中读取SATWE荷载，选择“当前组合”中的“准永久组合：1.0恒+0.5活” 后，在屏幕的命令显示区会给出荷载组总值的大小，与SATWE结果中的“结构 总质量”比较后即可对传基础荷载的准确性做出判断53,方法2、在读取荷载时分别选择PM荷载和SATWE荷载，在“当前组合”中选择一种共同的荷载组合后，屏幕命令提示行上方会显示该组荷载组的总值，通过比较可以判断SATWE传基础荷载是否正确54,问题:对于剪力墙结构体系，如何计算剪力墙下的群桩独 立承台? 答：程序中的“承台桩”是指柱下承台，该项不包括剪力墙下的承台但用户可以通过“非承台桩” “围桩承台”命令来完成墙下承台的生成具体操作：首先需手工计算出桩数和桩距，然后用单桩布置的方式输入正确桩位位置，最后点取“围桩承台”选取相应的桩即可生成墙下独立承台，这样的操作仅完成基础的布置工作，其承台的内力与配筋计算需要在“桩筏筏板有限元”中进行。

55,问题:对于不等厚的筏板基础，如何建模？ 答：对同一位置，如果先后布置两块筏板，程序会自动按后布置的那块筏板的属性进行基础设计如设计局部需要加厚的筏板基础，可以在建模时先布置一种筏板（1000MM），在其中需要加厚的局部位置再布置另一类筏板（1500MM），程序会自动把重叠部分用后布置的筏板替代掉同样方法可以处理在一块筏板中开洞的问题，即在一块大筏板中布置一块小筏板，其中小筏板的板厚设置为零，在大小筏板重叠部分，程序取后布置的零厚度的板为该位置的板，即可完成开洞的目的56,问题:如图所示的“参数输入”中“一层上部 结构荷载作用点标高”该如何填取？ 答：此参数主要用来考虑柱底剪力对基础底面产生的附加弯矩作用由于在基础设计前，程序不知基础的高度是多少，所以需要人为给定剪力所在的位置应根据PMCAD输入的首层柱底标高来确定另需注意，此参数只对柱下独基和桩承台基础有影响，对其他基础没有影响,,,57,问题:在JC中如何考虑人防荷载？ 答：如图11-1所示的上部结构计算的人防荷载数据目前版本是传不到基础软件中的如果基础设计需要考虑人防荷载，设计人员可在JC人机交互中补充输入其信息具体可通过如图11-2所示的“基础梁和筏板参数”中“人防荷载参数”来实现。

图11-1 图11-2,58,问题:如何处理砖混结构中构造柱下生成的多 余独基？ 答：可以通过在“荷载输入”中勾选“无基础柱”或直接选择“砖混荷载”两种途径来处理OR,59,问题:设计弹性地基梁板基础时，如果有墙， 墙下布梁与否对设计结果有何影响？ 答：设计人员使用不同的方法进行计算，对该项的要求是不同的当采用板元法计算弹性地基梁板基础时墙下可不布置梁；当采用梁元法计算弹性地基梁板基础时，为了荷载读取的正确性，墙下需要布梁，可通过直接布地基梁、板带或者“墙下布梁”来实现。