《筏板基礎(chǔ)》PPT課件.ppt

03:36 1 03:36 2 筏板基礎(chǔ) 片筏基礎(chǔ)（或稱滿堂基礎(chǔ)、倒樓蓋基礎(chǔ)） 當上部結(jié)構(gòu)荷載較大，而所在地的地基承載力又 較軟弱時，采用簡單的條形基礎(chǔ)或井格基礎(chǔ)已不 能適應(yīng)地基變形的需要時，常將墻或柱下基礎(chǔ)連 成一片，使整個建筑物的荷載作用在一塊整板上， 這種基礎(chǔ)稱為筏板基礎(chǔ)或片筏基礎(chǔ) 底板 柱 地梁 柱 墊層 底板 03:36 3 03:36 4 圖 12.9 筏形基礎(chǔ) （ a）墻下筏形基礎(chǔ)； (b)平板式柱下筏形基礎(chǔ)； (c)下梁板式柱下筏形基礎(chǔ)； (d) 03:36 5 03:36 6 03:36 7 03:36 8 03:36 9 03:36 10 03:36 11 03:36 12 03:36 13 03:36 14 03:36 15 03:36 16 03:36 17 03:36 18 樁承平板式筏形基礎(chǔ) 03:36 19 樁承有梁筏形基礎(chǔ) 03:36 20 JGJ 6-99 高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī) 范 建筑在線平臺 http:/ 筑規(guī)范大全 03:36 21 03:36 22 A A A A A A 肋梁式，梁設(shè)在板上 肋梁式，梁設(shè)在板下土中 平板式 剖面A-A 剖面A-A 剖面A-A 當建筑物開間尺寸不大，或柱網(wǎng)尺寸較小以及對基礎(chǔ)的 剛度要求不很高時，為便于施工，可將其做成一塊等厚 度的鋼筋混凝土平板，即平板式筏形基礎(chǔ)，板上若帶有 梁，則稱為梁板式或肋梁式筏形基礎(chǔ)。 筏形基礎(chǔ)自身剛度較大，可有效地調(diào)整建筑物的不均勻 沉降，特別是結(jié)合地下室，對提高地基承載力極為有利。 03:36 23 特點 能充分發(fā)揮地基承載力 基礎(chǔ)沉降量比較小，調(diào)整地基不均勻沉降 的能力比較強 具有良好的抗震性能 可以充分利用地下空間 施工方便 經(jīng)濟 03:36 24 應(yīng)用條件（影響方案選擇的因素） 上部結(jié)構(gòu)的特點 地基土質(zhì)條件 建筑功能要求 抗震要求 材料及施工條件 工程環(huán)境 基礎(chǔ)造價 工期 03:36 25 常見類型 梁板式 平板式 03:36 26 03:36 27 柱鋼筋在樁基承臺板 /樁承筏形基礎(chǔ) 中的錨固 03:36 28 柱鋼筋在樁基承臺板 /樁承筏形基礎(chǔ) 中的錨固 03:36 29 柱鋼筋在梁板式筏形基礎(chǔ)中的錨固 03:36 30 柱鋼筋在梁板式筏形基礎(chǔ)中的錨固 03:36 31 03:36 32 3.2 筏板基礎(chǔ)設(shè)計要求 一、一般規(guī)定 （一）埋深 1/12h， 1/15h樁筏 非抗震或抗震設(shè)防烈度為 6度時，可適當減小 地下水位很高，可適當減小 設(shè)置地下一層地下室 巖基可不設(shè)地下室，但為保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定， 防止傾覆和滑移，應(yīng)采用地錨等必要措施 03:36 33 （二）選型 梁板式：耗費鋼筋和混凝土較少，經(jīng)濟 平板式：對地下室空間高度有利，施工便利 筏基形式的選用根據(jù)以下條件綜合分析確定： 土質(zhì) 上部結(jié)構(gòu)體系 柱距 荷載大小 施工條件 03:36 34 （三）筏基的偏心距 對單幢建筑物，在均勻地基的條件下，箱形和筏形 基礎(chǔ)的基底平面形心宜與結(jié)構(gòu)豎向荷載重心重合 當不能重合時，在永久荷載與樓（屋）面活荷載長 期效應(yīng)組合下，偏心距宜符合下式要求： ( )/ （ 5.1.2） 式中 與偏心距方向一致的基礎(chǔ)底面邊緣抵 抗矩； 基礎(chǔ)底面積。 03:36 35 （一）筏板混凝土 5.1.6 箱形基礎(chǔ)的混凝土強度等級不應(yīng)低于 ；筏形基礎(chǔ)和樁箱、樁筏基礎(chǔ)的混 凝土強度等級不應(yīng)低于。 當采用防水混凝土?xí)r，防水混凝土的抗?jié)B 等級應(yīng)根據(jù)地下水的最大水頭的比值，按 表 5.1.6選用，且其抗?jié)B等級不應(yīng)小于 0.6 。對重要建筑宜采用自防水并設(shè)架空 排水層方案。 二、構(gòu)造要求 03:36 36 03:36 37 （二）筏板基礎(chǔ)的防滲措施 地下室防滲 防堵結(jié)合 自防水并設(shè)架空排水層方案 03:36 38 三）筏板基礎(chǔ)幾何尺寸的確定 筏形基礎(chǔ)分梁板式和平板式兩種類型，應(yīng) 根據(jù)地基土質(zhì)、上部結(jié)構(gòu)體系、柱距、荷 載大小以及 施工 等條件確定 03:36 39 1.梁板式筏基 5.3.2 梁板式筏基底板的板格應(yīng)滿足受沖切 承載力的要求。梁板式筏基的板厚不應(yīng)小 于 300，且板厚與板格的最小跨度之比 不宜小于 1/20。 5.3.3 梁板式筏基的基礎(chǔ)梁除滿足正截面受 彎及斜截面受剪承載力外，尚應(yīng)驗算底層 柱下基礎(chǔ)梁頂面的局部受壓承載力。 03:36 40 5.3.4 地下室底層柱、剪力墻與梁板式筏基的基礎(chǔ) 梁的連接構(gòu)造要求應(yīng)符合下列規(guī)定： 5.3.4.1 當交叉基礎(chǔ)梁的寬度小于柱截面的邊長時， 交叉基礎(chǔ)梁連接處應(yīng)設(shè)置八字角，柱角和八字角 之間的凈距不宜小于 50（圖 5.3.4）； 5.3.4.2 當單向基礎(chǔ)梁與柱連接時，柱截面的邊長 大于 400，可按 圖 5.3.4、采用；柱截面 的邊長小于等于 4000，可按 圖 5.3.4采用； 5.3.4.3 當基礎(chǔ)梁與剪力墻連接時，基礎(chǔ)梁邊至剪 力墻邊的距離不宜小于 50（圖 5.3.4）。 03:36 41 03:36 42 1.平板式筏基 5.3.5 平板式筏基的板厚應(yīng)能滿足受沖切承 載力的要求。板的最小厚度不宜小于 400 。計算時應(yīng)考慮作用在沖切臨界截面重 心上的不平衡彎矩所產(chǎn)生的附加剪力。距 柱邊 /處沖切臨界截面的最大剪應(yīng)力 應(yīng)按公式 (5.3.5-1)、（ 5.3.5-2）、 （ 5.3.5-3）計算（圖 5.3.5）。 03:36 43 03:36 44 當柱荷載較大，等厚度筏板的受沖切承載 力不能滿足要求時，可在筏板上面增設(shè)柱 墩或在筏板下局部增加板厚或采用抗沖切 箍筋來提高受沖切承載能力。 03:36 45 （四）筏基的抗彎要求 5.3.11.1柱下板帶中在柱寬及其兩側(cè)各 0.5倍板厚的有 效寬度范圍內(nèi)的鋼筋配置量不應(yīng)小于柱下板帶鋼筋的 一半，且應(yīng)能承受作用在沖切臨界截面重心上的部分 不平衡彎矩的作用。應(yīng)按下列公式計算： （ 5.3.11-1） （ 5.3.11-2） 式中 板與柱之間的部分不平衡彎矩； 不平衡彎矩傳至沖切臨界截面周邊的彎曲應(yīng) 力系數(shù)； 5.3.11.2 考慮到整體彎曲的影響，柱下筏板帶和跨中 板帶的底部鋼筋應(yīng)有 / /貫通全跨，且配筋 率不應(yīng)小于 0.15；頂部鋼筋應(yīng)按實際配筋全部連通； 5.3.11.3 對有抗震設(shè)防要求的平板式筏基，計算柱下 板帶受彎承載力時，柱內(nèi)力應(yīng)考慮地震作用不利組合。 03:36 46 五、其他構(gòu)造要求 （ 1）筏板的邊角區(qū)域是剛度和強度的薄弱地帶， 應(yīng)對邊角區(qū)域采取加強措施：增加輻射狀鋼筋、 增大配筋量、增加厚度 （ 2）施工縫或后澆帶等垂直接縫，應(yīng)布置在剪力 較小的部位 （ 3）為減小板后，可在柱下采取增加彎起鋼筋的 措施來抵抗沖切 （ 4） 筏形基礎(chǔ)地下室的外墻厚度不應(yīng)小于 250 ，內(nèi)墻厚度不應(yīng)小于 200。墻體內(nèi)應(yīng)設(shè)置 雙面鋼筋，鋼筋配置量除滿足承載力要求外，豎 向和水平鋼筋的直徑不應(yīng)小于 10，間距不應(yīng) 大于 200。 03:36 47 3.3 筏板基礎(chǔ)計算 （ 1）確定筏板底面尺寸和板厚 （ 2）確定筏板基的地基反力 （ 3）筏板內(nèi)力計算及配筋 03:36 48 1.懸臂法 方法概述 就是傳統(tǒng)的墻下鋼混條基計 算法。 計算特點 假定基底土反力為均勻分布， 為了減小基底壓力使之滿足軟弱地基承載 力的要求而將基底加寬到互相連通的程度， 但不作為連續(xù)的整板去分析。 方法缺點 基礎(chǔ)寬度加大后，基底土的 反力分布實際上是不均勻的。計算時，基 底已經(jīng)連成了一體卻不考慮其連續(xù)性，因 此很不合理，計算的結(jié)果是不經(jīng)濟的。 03:36 49 2.倒樓蓋法 方法概述 假定筏板為一塊倒置于地基 上的連續(xù)板，由縱橫墻支承。 計算特點 假定基底土反力為均勻分布， 按普通的樓蓋計算。 方法缺點 考慮了筏板的整體性，計算 結(jié)果較懸臂法經(jīng)濟。但此法仍然沒有考慮 到基底土的反力分布實際上是不均勻的， 所以各墻支座處所算得的負彎矩偏小，甚 至出現(xiàn)小于實際彎矩而偏于不安全。 03:36 50 3.柔性基礎(chǔ)簡化計算法 方法概述 將在柱荷載作用下的十字交 叉條形基礎(chǔ)簡化為各條單向連續(xù)條形基礎(chǔ) 的計算方法。 計算特點 將柱荷載的總值先按兩個方 向交叉連續(xù)的條形基礎(chǔ)（板）的剛度比值 進行分配以作為各向的柱荷載，然后分別 按單向連續(xù)條形基礎(chǔ)（板）計算。 方法缺點 此方法的一般假定為基底反 力是按線性分布的，柱下最大，跨中最小， 計算結(jié)果較倒樓蓋法還要經(jīng)濟。但該方法 只適用于柱下十字交叉條形基礎(chǔ)和柱下筏 板基礎(chǔ)的簡化計算，不適用于橫墻承重的 筏板基礎(chǔ)。 03:36 51 4.彈簧地基梁法 方法概述 假定筏板沿橫向被截分為單 位寬的條板，置于文克爾假設(shè)的彈簧低級 上，并假定板底面任一點的單位壓力 p與地 基沉降 S成正比，即 p=kS。 計算特點 條板按受有一組橫墻集中荷 載作用的無限長梁計算。由于地基沉降 S與 基礎(chǔ)撓度 y接觸協(xié)調(diào)相等，有 p(x)=kS=ky. 方法缺點 同文克爾彈簧地基法假設(shè)。 03:36 52 5.彈性理論截條法 方法概述 將筏板橫向截分為單位寬的條板并 置于均質(zhì)半空間彈性地基上。 計算特點 由于積分上的困難，基底地基反力 與沉降之間的關(guān)系很難用解析函數(shù)表達。目前是 利用郭爾布諾夫 -波薩多夫的 彈性地基上結(jié)構(gòu)物 的計算 中的計算表格來簡化計算。 方法缺點 雖然克服了文克爾彈簧地基法假設(shè) 的基本缺點，具有能夠擴散應(yīng)力和變形的優(yōu)點， 但是，它的擴散能力往往超過實際情況。由于計 算所得的沉降量和地表沉降范圍較實測值為大， 而實際地基壓縮層厚度是有限的，壓縮層范圍內(nèi) 土質(zhì)往往是非均質(zhì)的，即使是同一種土層組成， 變形參數(shù)也有隨深度而增長的情況。按半空間彈 性理論所得的地基反力分布一般呈馬鞍形和集中 在梁端和板的邊緣處，這是半空間彈性理論所算 得的梁板彎矩大的主要原因。 03:36 53 6.彈性地基板法 方法概述 以雙向受力的彈性地基板理 論為依據(jù)來分析筏板的內(nèi)力和變形。 計算特點 假設(shè)筏板置于文克爾彈簧地 基上，并將不埋筏板四周邊梁埋板的作用 歸結(jié)為：不產(chǎn)生剪力、有約束彎矩、撓度 不等于零、轉(zhuǎn)角等于零的半自由邊界條件， 從而推導(dǎo)出彈性曲面的撓度方程式，建立 配筋彎矩的計算公式。 方法缺點 夸大了實際淺埋邊梁的邊固 作用，且與一般彈性地基梁、板理論的缺 陷一樣，只考慮地基與基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)變形工 作，而實際上，上部結(jié)構(gòu)剛度的影響是不 能忽略的。 03:36 54 7.有限子結(jié)構(gòu)法 此方法是將整塊筏板視做一根梁，整幢上 部結(jié)構(gòu)視做一個鉸接于筏板的壁式框架 （窗間墻視為框架柱、窗上墻視為框架 梁），整個地基視做一組彈簧支座，上部 結(jié)構(gòu)和筏板支承在這組彈簧地基上。在此 假設(shè)下，可借助子結(jié)構(gòu)法解得整個上部結(jié) 構(gòu)在筏板接口處的剛度，運用有限元法求 解筏板考慮上部結(jié)構(gòu)與地基、基礎(chǔ)共同工 作的整體彎曲內(nèi)力和地基反力，再以彈簧 地基梁法解筏板的局部彎曲內(nèi)力。 03:36 55 一、筏板基礎(chǔ)底面積和板厚確定原則 筏板基底面積由地基承載力確定 改變底板在四邊的外挑長度來調(diào)整基底形 心，使其與結(jié)構(gòu)長期作用豎向荷載合力作 用點重合，以減小偏心力矩，避免過大的 不均勻沉降。 03:36 56 筏板厚度根據(jù)抗剪和抗沖切強度驗算確定。 筏板的板厚不應(yīng)小于 200mm，對于高層建 筑梁板式不應(yīng)小于 300mm，平板式不宜小 于 400mm。梁板式筏板的板厚還不宜小于 計算區(qū)段最小板跨的 1/20。 對于 12層以上的高層建筑的梁板式筏基， 底板厚度不應(yīng)小于最大雙向板格短邊的 1/4， 且不應(yīng)小于 400mm。 初擬尺寸可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)開間和荷載大小 經(jīng)驗確定 根據(jù)樓層層數(shù)按每層 50mm估算，但不小于 構(gòu)造要求 03:36 57 二、筏板基礎(chǔ)的地基反力 地基反力可按直線分布考慮的情況： 當上部結(jié)構(gòu)剛度較大，且地基壓縮模量 Es4MPa時 上部結(jié)構(gòu)荷載比較均勻分布時 筏板厚度大于 l/6的筏板且上部結(jié)構(gòu)剛度較 大時 03:36 58 三、筏板基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和沉降問題 筏板基礎(chǔ)必須滿足強度和變形的要求： 具有抵抗剪切破壞的足夠安全系數(shù) 不會產(chǎn)生過大的沉降 03:36 59 （一）穩(wěn)定性 1、確定地基承載力： 2、處理措施 擴大板面積 增大地基土抗剪強度 03:36 60 四、筏板內(nèi)力計算 （一）簡化計算方法：剛性板法、彈性板法 1、剛性板法 當?shù)鼗容^均勻、上部結(jié)構(gòu)剛度較好，且 柱荷載及柱間距變化不超過 20%時，筏基 可僅考慮局部彎曲作用，按 倒樓蓋法 進行 計算。 倒樓蓋法 適用于地基比較均勻、筏板基礎(chǔ) 和上部結(jié)構(gòu)剛度相對較大、柱軸力及柱距 相差不大；其 缺點 是完全不能考慮基礎(chǔ)的 整體作用，也無法計算撓曲變形，夸大上 部結(jié)構(gòu)剛度的影響。 03:36 61 倒樓蓋法： 將基礎(chǔ)視為倒置的樓蓋，以柱 子或剪力墻為支座、地基凈反力為荷載， 按普通鋼筋混凝土樓蓋來計算。 平板筏板基礎(chǔ) =無梁樓蓋 梁式筏板基礎(chǔ) =肋梁樓蓋 03:36 62 （ a）單向板肋梁樓蓋（ b）雙向板肋梁樓蓋（ c）井式樓蓋 （ d）密肋樓蓋（ e）無梁樓蓋 03:36 63 03:36 64 單向板雙向板 1兩對邊支承的板和單邊嵌固的懸臂板，應(yīng)按單 向板計算； 2四邊支承的板（或鄰邊支承或三邊支承）應(yīng)按 下列規(guī)定計算： （ 1）當長邊與短邊長度之比大于或等于 3時，可 按沿短邊方向受力的單向板計算； （ 2）當長邊與短邊長度之比小于或等于 2時，應(yīng) 按雙向板計算； （ 3）當長邊與短邊長度之比介于 2和 3之間時， 宜按雙向板計算；當按沿短邊方向受力的單向板計 算時，應(yīng)沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。 03:36 65 剛性板計算步驟： （ 1）求板的形心，作為 x， y坐標系的原點 03:36 66 （ 2）板底反力分布 筏板基礎(chǔ)底面尺寸的確定和沉降計算與擴展式 基礎(chǔ)相同。對于高層建筑下的筏板基礎(chǔ)，基 底尺寸還應(yīng)滿足 pmin0 的要求，在沉降計算 中應(yīng)考慮地基土回彈再壓縮的影響 03:36 67 （ 3）求出基底反力后，進行應(yīng)力調(diào)整：不考 慮整體彎曲，在端部 12開間內(nèi)將基底反力 增加 10%20%，在按垂直的 x、 y兩個方向 作整體分析。 03:36 68 梁板式筏基計算步驟： （ 1）計算基底反力（基底反力 =板上荷載） （ 2）將板上荷載沿板角 45 線劃分范圍，吧 梁所負責(zé)區(qū)或其他集中力的所有荷載分配 給相應(yīng)的肋梁 （ 3）按連續(xù)梁計算相應(yīng)梁的內(nèi)力（調(diào)整倒梁 法） （ 4）按單向板或雙向板計算板內(nèi)力 03:36 69 2.彈性板分析法 美國混凝土學(xué)會（ ACI） 436委員會推薦：彈性板分 析法 均勻情況：當相鄰柱荷載及柱間距變化不超過 20%時，可將筏基縱、橫兩向分為寬度等于跨中 到跨中的條形基礎(chǔ) 按文克爾彈性地基梁計算內(nèi)力和基底反力 一般情況：筏基剛度不大，屬于柔性基礎(chǔ)，柱荷 載和柱距差別有較大時，應(yīng)按彈性地基上的板理 論進行計算 把筏基作為一無限板、半無限板確定柱荷載對四 周的影響。 03:36 70 彈性板計算步驟： （ 1）按沖切或常規(guī)剛性法確定板厚 （ 2）計算筏板的抗彎剛度 D （ 3）計算有限剛度半徑 l （ 4）計算任意點的徑向彎矩 Mr、切向彎矩 Mt、剪力 Q和撓度 ： (5) 將徑向彎矩 Mr、切向彎矩 Mt轉(zhuǎn)換成直角 坐標： Mx， My 03:36 71 （ 6）當基礎(chǔ)板的邊緣位于影響半徑之內(nèi)時， 應(yīng)進行修正 （ 7）剛性梁墻可以作為通過墻分布到基礎(chǔ) 板上的線荷載來處理?？砂寻宸指畛烧?于墻的一些單位寬度的截條，同樣采用彈 性地基梁的計算方法來計算。 （ 8）把每一個單獨柱子和墻體所算得的所 有彎矩和剪力疊加，就得到縱彎矩和總剪 力。 03:36 72 五、設(shè)計筏板基礎(chǔ)的一般原理 1.剛性板法： 2.彈性板法： 3.計算的應(yīng)力值有差異的情況 （ 1）蝶形沉降 （ 2）包裹體不均勻沉降 （ 3）砂土上的筏基，靠近基礎(chǔ)邊緣的砂土 會趨向于流動或向外擠出，這樣會降低壓 力。 03:36 73 4、討論 不論采用何種設(shè)計方法，增加配筋率是必要的 在大多數(shù)情況下，由于深層沉降引起的蝶形沉降 量可用沉降分析的方法估算 支承在黏性土上的筏板基礎(chǔ)的壓力隨世界會改變， 設(shè)計時必須預(yù)計到將來任何時候的最不利情況 為了支承外墻或集中荷載，有時吧基礎(chǔ)板邊緣增 厚，形成一個地梁 03:36 74 03:36 75 （二）數(shù)值計算方法 1.有限差分法 FDM ： 彈性地基上的薄板理論，有限差分方程代 替地基上薄板的偏微分方程 03:36 76 有限差分方法 (FDM)是計算機數(shù)值模擬最早 采用的方法，至今仍被廣泛運用。該方法 將求解域劃分為差分網(wǎng)格，用有限個網(wǎng)格 節(jié)點代替連續(xù)的求解域。有限差分法以 Taylor級 數(shù)展開等方法，把控制方程中的 導(dǎo)數(shù)用網(wǎng)格節(jié)點上的函數(shù)值的 差商 代替進 行離散，從而建立以網(wǎng)格節(jié)點上的值為未 知數(shù)的代數(shù)方程組。該方法是一種直接將 微分問題變?yōu)榇鷶?shù)問題 的近似數(shù)值解法， 數(shù)學(xué)概念直觀，表達簡單，是發(fā)展較早且 比較成熟的數(shù)值方法。 03:36 77 對于有限差分格式，從格式的精度來劃分， 有 一階格式、二階格式和高階格式 。從差 分的空間形式來考慮，可分為中心格式和 逆風(fēng)格式?？紤]時間因子的影響，差分格 式還可以分為 顯格式、隱格式、顯隱交替 格式 等。 目前常見的差分格式，主要是上述幾種形 式的組合，不同的組合構(gòu)成不同的差分格 式。差分方法主要適用于有結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，網(wǎng) 格的步長一般根據(jù)實際地形的情況和柯朗 穩(wěn)定條件來決定。 03:36 78 構(gòu)造差分的方法 有多種形式，目前主要采 用的是泰勒級數(shù)展開方法。其基本的差分 表達式主要有三種形式： 一階向前差分、 一階向后差分、 一階中心差分 二階中心差分等， 其中前兩種格式為一階計算精度，后兩種 格式為二階計算精度。通過對時間和空間 這幾 種不同差分格式的組合，可以組合成 不同的差分計算格式。 03:36 79 地基上板的差分法計算圖式 與結(jié)點“ 0”有關(guān)的相鄰結(jié)點編號 03:36 80 2.有限單元法 有限差分法不適用于計算彎厚度板，帶肋 板和形狀不規(guī)則的板。 03:36 81 有限元方法 有限元方法的基礎(chǔ)是 變分原理和加權(quán)余量 法，其基本求解思想是把計算域劃分為有 限個互不重疊的單元，在每個單元內(nèi)，選 擇一些合適的節(jié)點作為求解函數(shù)的插值點， 將微分 方程中的變量改寫成由各變量或其 導(dǎo)數(shù)的節(jié)點值與所選用的插值函數(shù)組成的 線性表達式，借助于變分原理或加權(quán)余量 法，將微分方程離散求解。采用不同的權(quán) 函數(shù)和插值函數(shù)形式，便構(gòu)成不同的有限 元方法。 03:36 82 有 限 元 法 03:36 83 數(shù)值模擬方法 在巖土工程數(shù)值分析中最常用的數(shù)值方 法有有限元法、邊界元法、離散元法、有 限差分法、有限體積法和子結(jié)構(gòu)法等。有 限元法是我們的主要模擬手段 .常用數(shù)值分 析程序有： Sap， Nastran， Hypermesh、 Patran、 FEMAP ， Ansys， Ls-dyna， abaqus， Adina、 Geoslope， Flac3d/2d， Plaxis等 03:36 84 911Ansys simulation 返回 03:36 85 有限體積法 有限體積法（ Finite Volume Method）又稱為控 制體積法。其基本思路是：將計算區(qū)域劃分為一 系列不重復(fù)的控制體積，并使每個網(wǎng)格點周圍有 一個控制體積；將待解的微分方程對每一個控制 體積積分，便得出一組離散方程。其中的未知數(shù) 是網(wǎng)格點上的因變量的數(shù)值。為了求出控制體積 的積分，必須假定值在網(wǎng)格點之間的變化規(guī)律， 即假設(shè)值的分段的分布的分布剖面。從積分區(qū)域 的選取方法看來，有限體積法屬于 加權(quán)剩余法中 的子區(qū)域法 ；從未知解的近似方法看來，有限體 積法屬于采用局部近似的離散方法。簡言之， 子 區(qū)域法 屬于有限體積法的基本方法。 03:36 86 3.5 筏板基礎(chǔ)的施工 6.6.1 箱基與筏基的施工應(yīng)執(zhí)行現(xiàn)行國家標準 混 凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范 （ ）的有關(guān)規(guī)定。 6.6.2 基礎(chǔ)長度超過 40時，宜設(shè)置施工縫，縫 寬不宜小于 80。在施工縫處，鋼筋必須貫通。 6.6.3 當主樓與裙房采用整體基礎(chǔ)，且主樓基礎(chǔ)與 裙房基礎(chǔ)之間采用后澆帶時，后澆帶的處理方法 應(yīng)與施工縫相同。 6.6.4 施工縫或后澆帶及整體基礎(chǔ)底面的防水處理 應(yīng)同時做好，并注意保護。 6.6.5 基礎(chǔ)混凝土應(yīng)采用同一品種水泥、摻合料、 外加劑和同一配合比。 03:36 87 6.6.6 大體積混凝土可采用摻合料和外加劑改善混 凝土和易性，減少水泥用量，降低水化熱，其用 量應(yīng)通過試驗確定。摻合料和外加劑的質(zhì)量應(yīng)符 合現(xiàn)行國家標準 混凝土質(zhì)量控制標準 （ 50164）的規(guī)定。 6.6.7 大體積混凝土宜采用蓄熱養(yǎng)護法養(yǎng)護，其內(nèi) 外溫差不宜大于 。 6.6.8 大體積混凝土宜采用斜面式薄層澆搗，利用 自然流淌形成斜坡，并應(yīng)采取有效措施防止混凝 土將鋼筋推離設(shè)計位置。 6.6.9 大體積混凝土必須進行二次抹面工作，減少 表面收縮裂縫。 6.6.10 混凝土的泌水宜采用抽水機抽吸或在側(cè)模 上開設(shè)泌水孔排除。 6.6.11 基礎(chǔ)施工完畢后，基坑應(yīng)及時回填?；靥?前應(yīng)清除基坑中的雜物；回填應(yīng)在相對的兩側(cè)或 四周同時均勻進行，并分層夯實。 03:36 88 二、施工監(jiān)測 6.7.1 從基坑開挖至基坑回填完成期間（軟 土地區(qū)尚應(yīng)延長個月），應(yīng)對影響 區(qū)范圍內(nèi)的鄰近 建筑 物和管線垂直與水平 變形進行監(jiān)測。 6.7.2 實施降水和回灌方案時，應(yīng)進行降水 觀測井和回灌觀測井的水位測試以及鄰近 建筑 物、管線的沉陷與水平位移觀測。 6.7.3 采用護坡樁系統(tǒng)時，應(yīng)對擋土樁的變 形、樁的內(nèi)力變化進行監(jiān)測。 03:36 89 6.7.4 當采用地下連續(xù)墻作為圍護結(jié)構(gòu)時， 應(yīng)監(jiān)測墻體位移、平面變形、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn) 定、土壓力、孔隙水壓力、土體位移和地 下水位等項目。 6.7.5 基坑開挖過程中，應(yīng)對水平支撐系統(tǒng) 和錨桿的工作狀態(tài)進行檢查和監(jiān)測。 6.7.6 施工 中應(yīng)進行大體積混凝土的測溫工 作。測溫點的布置應(yīng)便于繪制溫度變化梯 度圖，可布置在基礎(chǔ)平面的對稱軸和對角 線上。測溫點應(yīng)設(shè)在混凝土結(jié)構(gòu)厚度的 / 、 /和表面處，離鋼筋的距離應(yīng)大于 。 03:36 90 5.4 樁箱與樁筏基礎(chǔ) 5.4.1 當高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)下天然地基承載 力或沉降變形不能滿足 設(shè)計 要求時，可采用樁加 箱形或筏形基礎(chǔ)。樁的類型應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)資料、 結(jié)構(gòu)類型、荷載性質(zhì)、 施工 條件以及經(jīng)濟指標等 因素確定。有關(guān)樁的 設(shè)計 應(yīng)符合國家現(xiàn)行行業(yè)標 準 建筑 樁基技術(shù) 規(guī)范 （）的要求。 5.4.2 當箱形或筏形基礎(chǔ)下樁的數(shù)量較少時，樁宜 布置在墻下、梁板式筏形基礎(chǔ)的梁下或平板式筏 形基礎(chǔ)的柱下?；A(chǔ)底板的厚度應(yīng)滿足整體剛度 及防水要求。當樁布置在墻下或基礎(chǔ)梁下時基礎(chǔ) 板的厚度不得小于 300，且不宜小于板跨的 /。 03:36 91 5.4.3 當箱形或筏形基礎(chǔ)下需要滿堂布樁時， 基礎(chǔ)板的厚度應(yīng)滿足受沖切承載力的要求。 基礎(chǔ)板沿樁頂、柱根、剪力墻或筒體周邊 的受沖切承載力可按國家現(xiàn)行行業(yè)標準 建筑 樁基技術(shù) 規(guī)范 （）計 算。 5.4.4 基礎(chǔ)板的彎矩可按下列方法計算： 5.4.4.1 先將基礎(chǔ)板上的豎向荷載 設(shè)計 值按 靜力等效原則移至基礎(chǔ)底面樁群承載力重 心處。彎矩引起的樁頂不均勻反力按直線 變化原則計算，并以柱或墻為支座采用倒 樓蓋法計算板的彎矩。 當支座反力與實際 柱或墻的荷載效應(yīng)相差較大時，應(yīng)重新調(diào) 整樁位再次計算樁頂反力。 03:36 92 5.4.4.2 當樁基的沉降量較均勻時，可將單樁 簡化為一個彈簧，按支承于彈簧上的彈性平 板計算板中的彎矩。樁的彈簧系數(shù)可按單樁 載荷試驗或地區(qū)經(jīng)驗確定。 5.4.5 樁與箱基或筏基的連接應(yīng)符合下列規(guī)定： 5.4.5.1 樁頂嵌入箱基或筏基底板內(nèi)的長度， 對于大直徑樁，不宜小于 100；對中小直 徑的樁不宜小于 50； 5.4.2.2 樁的縱向鋼筋錨入箱基或筏基底板內(nèi) 的長度不宜小于鋼筋直徑的 35倍，對于抗拔 樁基不應(yīng)少于鋼筋直徑的 45倍。 03:36 93 柱鋼筋在箱形基礎(chǔ)頂部的錨固 03:36 94 第一節(jié) 板 新規(guī)范增加了 板的最小厚度 的規(guī)定； 對 單向板和雙向板 的范圍作出了界定； 刪去了彎起式配筋的內(nèi)容，只列入方便施工廣泛應(yīng)用的 分離式配筋 方案； 新增了 溫度收縮鋼筋的配置方法 ； 新規(guī)范對抗沖切板的構(gòu)造規(guī)定同舊規(guī)范； 新增了 基礎(chǔ)筏板的構(gòu)造配筋要求 。 返回 03:36 95 板的最小厚度 板的類型 最小厚度 單向板 屋面板 60 民用建筑樓板 60 工業(yè)建筑樓板 70 行車道下樓板 80 雙向板 80 密肋板 肋間距小于或等于 700mm 40 肋間距大于 700mm 50 懸臂板 懸臂長度小于或等于 500mm 60 懸臂長度大于 500mm 80 無梁樓板 150 返回 03:36 96 單向板和雙向板的界定 兩對邊支承的板應(yīng)按單向板計算，由支承對邊的距離確定 其跨度； 四邊支承的板，當長邊與短邊之比大于或等于 3時，按單 向板計算，由短邊的長度確定其跨度； 四邊支承的板，當長邊與短邊之比小于或等于 2時，按雙 向板計算； 四邊支承的板，當長邊與短邊之比介于 2和 3之間時，宜按 雙向板計算；也可按沿短邊受力的單向板計算，此時應(yīng)沿 長邊方向布置不小于最小配筋率的構(gòu)造鋼筋。 返回 03:36 97 分離式配筋的方案 多跨單向板和多跨雙向板采用分離式配筋時應(yīng)注意： 、跨中正彎矩鋼筋宜全部伸入支座； 、支座負鋼筋向跨內(nèi)的延伸長度應(yīng)覆蓋負彎矩圖并滿足鋼筋錨 固的要求。 受力鋼筋間距，當板厚 150mm時，不宜大于 200mm；當板厚 150mm時，不宜大于 1.5h，且不宜大于 250mm（舊規(guī)范為 300mm）。 新規(guī)范對單向板的分布鋼筋要求比舊規(guī)范嚴： 、分布鋼筋的配筋面積不小于受力鋼筋的 15%（舊規(guī)范為 10%），且不宜小于該方向板截面面積的 0.15%（舊規(guī)范無此規(guī) 定）； 、分布鋼筋的間距不宜大于 250mm（舊規(guī)范為 300mm），直徑 不宜小于 6mm（舊規(guī)范為 5mm）；當有較大集中荷載作用時，分 布鋼筋面積應(yīng)適當增加，間距不宜大于 200mm（舊規(guī)范無此規(guī) 定）。 對板的支承上部的構(gòu)造負筋的直徑提高到 8mm（舊規(guī)范 6mm）， 其他不變。 返回 03:36 98 溫度收縮鋼筋的配置方法 新規(guī)范規(guī)定，在溫度、收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域， 已配置溫度收縮鋼筋，配置原則如下： 、板的上下表面作雙層配筋，使板的所有表面 均處于配筋狀態(tài)； 、板的上下表面的每個方向上，溫度收縮鋼 筋的配筋面積均不小于板的截面積的 0.1%； 、溫度收縮鋼筋的間距宜取為 150-200mm； 、鑒于一般使用狀態(tài)下受力鋼筋應(yīng)力并不充分， 故受力鋼筋也可視為溫度收縮鋼筋加以利用； 、可利用原有鋼筋貫通布置，也可另行設(shè)置構(gòu) 造鋼筋網(wǎng)，并與原有鋼筋按受拉鋼筋的要求搭接或 在周邊構(gòu)件中錨固。 返回 03:36 99 基礎(chǔ)筏板的構(gòu)造配筋要求 基礎(chǔ)筏板一般都是大體積混凝土構(gòu)件，容易產(chǎn)生 溫度收縮裂縫； 新規(guī)范規(guī)定，基礎(chǔ)筏板厚度大于 2m時，除了應(yīng) 在筏板上下表面配置縱、橫方向的鋼筋之外，尚 宜沿板厚度方向間距不大于 1m設(shè)置與板面平行 的構(gòu)造鋼筋網(wǎng)片，其直徑不宜小于 12mm，縱橫 向間距不宜大于 200mm。 返回 03:36 100 建筑工程 CAD軟件簡介 一、 PKPM系列 1、 APM-三維建筑設(shè)計； 2、 PMCAD-結(jié)構(gòu)平面設(shè)計； 3、 PK-框 ， 排架 ， 連續(xù)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計； 4、 TAT-高層空間有限元分析 （ 空間桿系 ） ； 5、 TAT D-高層空間有限元動力時程分析 （ 空間 桿系 ） ； 6、 SATWE-高層空間有限元分析 （ 空間墻元 ） ； 7、 JLQ-剪力墻設(shè)計； . 03:36 101 建筑工程 CAD軟件簡介 PM系列 （ 中國建研院 CAD工程部 ） 1. APM-三維建筑設(shè)計； 2. PMCAD-結(jié)構(gòu)平面設(shè)計； 3. XTJS-空間協(xié)同計算； 4.PK-框，排架，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計； 5.TAT-高層空間有限元分析（空間桿系）； 6.TAT D-高層空間有限元動力時程分析（空 間桿系）； 7.SATWE-高層空間有限元分析（空間墻元） 03:36 102 8.FEQ -高精度有限元框支剪力墻設(shè)計； 9.JLC-井字樓蓋計算； 10.JCCAD-獨立基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)設(shè)計； 11.EF-彈性地基梁，筏板基礎(chǔ)設(shè)計； 12.ZJ-樁基礎(chǔ)設(shè)計； 13.BOX-箱形基礎(chǔ)設(shè)計； 14.GJ-鋼筋混凝土基本構(gòu)件設(shè)計； 15.LTCAD-樓梯設(shè)計； 03:36 103 17. EPDA-彈性動力時程分析； 18.PREC-預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計； 19.PMSAP-特殊高層有限元分析與設(shè)計 20.STS-鋼結(jié)構(gòu)計算機輔助設(shè)計； 21.CFG-漢字，圖形支撐與繪圖驅(qū)動程序； 03:36 104 二 、 其它結(jié)構(gòu) CAD軟件 1.TBSA-高層結(jié)構(gòu)設(shè)計； 2.TBPEN-TBSA前處理； 3.TBSACAD-高層結(jié)構(gòu)設(shè)計與 CAD成圖； 4.FBCAD-平面結(jié)構(gòu)設(shè)計； 5.TBS-CAD-多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計 CAD系統(tǒng)； 6.PIEM-多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計 (用平表法繪 圖 ） ； 03:36 105 7.FCAD-理正基礎(chǔ)設(shè)計； 8.TLJ-空間動力機器基礎(chǔ) CAD系統(tǒng) （ 建大 ， 化 工八院 ） ； 9.GSCAD-廣廈建筑結(jié)構(gòu) CAD（ 廣東省建筑設(shè)計 研究院 ） ； 11.SCAD-鋼結(jié)構(gòu)施工圖繪圖系統(tǒng) （ 重慶鋼 院 ） ； 03:36 106 三、建 筑 CAD 1. ABD-三維建筑設(shè)計； 2.TCH-天正建筑 CAD； 3.中望建筑裝修軟件； 4.圓方室內(nèi)外裝修設(shè)計系統(tǒng)。 5.AutoCAD