3.基础设计专题讲座.ppt

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 地基基础设计内容 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) 上海《地基基础设计规范》等。 １.荷 载 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 １.2基本组合 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 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 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 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 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 1.4准永久组合 用于基础沉降计算 组合中不含地震和风 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 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） 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 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 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 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 1.9 荷载参数的调整 1.10吊车荷载问题 ＰＫ荷载 ＴＡＴ、ＳＡＴＷＥ荷载 2.上部结构刚度 为什么要考虑上部结构刚度 规范要求 挖掘基础潜力 那些计算要考虑上部结构刚度 沉降计算 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 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