廣廈基礎CAD第03章.doc

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第3章 樁基礎設計 1 快速入門 廣廈建筑結(jié)構(gòu)CAD安裝后，在Exam子目錄下有一個工程實例：基礎.prj。工程師在用錄入系統(tǒng)生成基礎CAD數(shù)據(jù)并用SSW計算后，可參考如下輸入要點，快速掌握樁基礎的設計方法。 實例見：Exam\基礎.prj，平面如下： 進入“廣廈基礎CAD”。 選擇“讀取墻柱底力”菜單，彈出對話框，選擇讀取SSW計算的上部結(jié)構(gòu)墻柱底內(nèi)力。 選擇“總體信息樁基礎總體信息”菜單，彈出如下對話框，輸入樁基礎總體信息。 1.1 單柱下樁基礎設計 點按“基礎設計─樁基礎設計─單柱樁基”，彈出如下對話框輸入單樁豎向抗壓承載力特征值500kN和單樁豎向抗拉承載力特征值400kN。 確認后，光標窗選柱1和柱11，自動布置和計算柱1和柱11單柱樁基礎,并自動填寫樁基礎承臺大樣表。繪圖板上出現(xiàn)： 1.2 墻下樁基礎設計 光標窗選墻16，自動布置和計算墻16下樁基礎,并自動填寫樁基礎承臺大樣表。繪圖板上出現(xiàn)： 1.3 多柱下樁基礎設計 點按“基礎設計─樁基礎設計─多柱樁基”，彈出對話框確認后，光標窗選柱4和柱12，回車，自動布置和計算柱4和柱12下樁基礎,并自動填寫樁基礎承臺大樣表。繪圖板上出現(xiàn)： 1.4 多墻柱下樁基礎設計 光標窗選柱6和墻17，回車，自動布置和計算柱6和墻17下樁基礎,并自動填寫樁基礎承臺大樣表。繪圖板上出現(xiàn)： 1.5 讀取上部結(jié)構(gòu)平法施工圖的軸號 生成上部結(jié)構(gòu)施工圖后，點按“工具─軸號編輯─讀取軸號”， 自動刪除基礎平面內(nèi)的軸號，讀取上部結(jié)構(gòu)平法施工圖的軸號。繪圖板上出現(xiàn)： 1.6 標注承臺尺寸 生成上部結(jié)構(gòu)施工圖后，點按“工具─尺寸編輯─標注承臺”，彈出對話框取消“承臺角點”標注。 窗選或單選要標注承臺ZJ2-400。繪圖板上出現(xiàn)： 1.7 輸出文本計算結(jié)果 點按“基礎設計─樁基礎設計─文本結(jié)果”，自動生成文本形式的樁基礎承載力計算、沖切、剪切和抗彎計算的計算過程，便于人工檢查，同時輸出樁基礎總體信息。 1.8 DWG格式輸出基礎平面圖和樁承臺大樣表 當前窗口顯示基礎平面圖時，選擇菜單“工程─生成當前窗口內(nèi)容的DWG”， 把基礎平面圖生成DWG文件，文件路徑同當前工程路徑。 選擇菜單“窗口─樁承臺大樣表”，當前窗口顯示樁承臺大樣表，再選擇菜單“工程─生成當前窗口內(nèi)容的DWG”， 把樁承臺大樣表生成DWG文件，文件路徑同工程路徑。 2 詳細功能 2.1 樁基礎總體信息 1) 基礎上土的重度 用于計算土的自重。 2) 承臺的混凝土強度等級 C15到C80，可采用非標準混凝土，如C18，強度自動按插值計算。 3) 承臺的主鋼筋強度級別 1為I級鋼，強度設計值為210N/mm2，2為II級鋼，強度設計值為300N/mm2，3為III級鋼，強度設計值為360N/mm2， 4) 承臺的鋼筋保護層厚度 基礎中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于40mm；當無墊層時不應小于70mm。 5) 1號鋼筋和2號鋼筋的最小配筋率 控制兩方向全截面的最小配筋率。 6) 樁端阻力比和沉降經(jīng)驗系數(shù) 用于樁基礎的沉降計算。 7) 樁形式 用于基礎平面圖右下角的說明，與樁基礎計算無關(guān)。 8) 考慮承臺重量 缺省為不考慮承臺重量，樁基礎計算時未考慮土對承臺的作用，兩因素互相抵消，所以可以選擇不考慮承臺重量。 2.2 單柱樁基礎 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─單柱樁基 功 能：窗選墻柱, 自動布置和計算單柱樁基礎,并自動填寫樁承臺大樣表 命 令：AColPile 彈出對話框輸入?yún)?shù)。 1) 樁徑 圓樁為樁直徑，方樁為樁邊長。 2) X和Y向樁中心距 為樁徑的倍數(shù)。承臺形式中最后一種用到X和Y向樁中心距，其它形式只用到X向樁中心距，當墻柱邊線超出初始選擇的樁承臺時，CAD自動求新的X和Y向樁中心距，使承臺包含墻柱邊線，這時新的X和Y向樁中心距大于對話框中設置的值。 3) 單樁豎向抗壓承載力特征值 采用地震作用效應標準組合時，地基抗震承載力應取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)計算。 4) 單樁豎向抗拉承載力特征值 采用地震作用效應標準組合時，地基抗震承載力應取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)計算。 5) 單樁抗震承載力調(diào)整系數(shù) 單樁抗震承載力調(diào)整系數(shù)缺省取1.25。 6) 承臺厚度最小值 迭代求基礎高度時的初始基礎高度，包括樁伸入承臺的100mm。 7) 承臺上土的厚度 承載力計算時用于求土產(chǎn)生的壓力。 8) 承臺面標高 用于平面圖上標注基礎面標高。 9) 樁長度 用于平面圖上標注樁長度。 10) 基礎與水平夾角 樁基礎與水平夾角，逆時針為正, 對話框中顯示了9樁以下承臺角度為零度時的承臺形式。 11) 1號鋼筋直徑最小值(mm)和鋼筋間距最大值(mm) 12) 2號鋼筋直徑最小值(mm)和鋼筋間距最大值(mm) 13) 初始承臺形式 確定初始承臺樁數(shù)，迭代時在此基礎上增加樁數(shù)。若改變承臺，選九樁以上時，還須設定總樁數(shù)和列數(shù)。九樁以上承臺形式有兩種XY向排列方法:矩陣形和交錯形。 矩陣形：┌--------------┐ 交錯形：┌--------┐ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │ ⊕ │ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │⊕ ⊕│ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │ ⊕ │ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │⊕ ⊕│ └--------------┘ │ ⊕ │ │⊕ ⊕│ │ ⊕ │ └--------┘ 選擇要布置單柱樁基礎的墻柱 <退出>: 點選、窗選或交選墻柱，自動布置和計算單柱樁基礎 選擇要布置單柱樁基礎的墻柱 <退出>: 回車,退出 把承臺上墻柱的荷載中心作為承臺幾何中心后，按如下方法迭代求樁數(shù)、承臺厚度和內(nèi)力，并自動生成樁基礎平面圖和承臺剖面圖。 1) 樁數(shù)的計算 給定基礎初始高度，單柱下樁基礎的單樁軸力采用《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002（8.5.3-2）公式計算，其它類型樁基礎的單樁軸力采用通用有限元的方法來計算，劃分承臺有限單元網(wǎng)格，樁采用柱單元，對每一組墻柱荷載效應標準組合，求樁的反力。如果單樁不滿足承載要求，增加樁數(shù),調(diào)整承臺尺寸，迭代求解以滿足所有荷載效應標準組合作用下的承載力要求。 2) 承臺總高度的計算 對每一組墻柱荷載效應基本組合，求節(jié)點應力。分別進行墻柱和樁對承臺的沖切和剪切驗算。如果不滿足驗算要求，按0.1m增加承臺高度，從承載力驗算起始位置重新開始迭代，最后求得承臺總高度。 3) 承臺彎矩和配筋計算 分別求承臺兩方向截面彎矩和配筋，取最大值顯示和布筋。 2.3 多柱樁基礎 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─多柱樁基 功 能：單選、窗選或交選多個墻柱, 自動布置和計算所選墻柱下樁基礎,并自動填寫樁承臺大樣表 命 令：ColsPile 彈出對話框輸入?yún)?shù)，參數(shù)說明和計算過程同單柱樁基礎。 選擇要布置多柱樁基的墻柱<退出>: 單選、窗選或交選多個墻柱 選擇要布置多柱樁基的墻柱<布置>: 回車，自動布置和計算所選墻柱下樁基礎,并自動填寫樁承臺大樣表 2.4 樁基礎承臺上的梁 樁基礎承臺上可以布置地梁，所布置的梁和承臺一起采用通用有限元方法來計算內(nèi)力。 設計步驟是： 1) 選擇“總體信息彈性地基梁總體信息”菜單，彈出對話框輸入梁混凝土強度等級、梁縱筋級別、梁箍筋級別和鋼筋保護層厚度。 2) 點按“基礎設計─彈性地基梁布置和計算─兩點地梁”，彈出對話框選擇矩形梁，輸入梁肋寬和梁高。 3) 點按“基礎設計─樁基礎設計─多柱樁基”，布置帶梁的樁基礎,并自動填寫樁承臺大樣表。 4) 點按“基礎設計─彈性地基梁布置和計算─顯梁配筋”， 第一行顯示梁的左中右截面的面筋(cm2)，第二行顯示左中右截面的底筋(cm2)和端部箍筋(cm2/0.1m)。 5) 點按“基礎設計─彈性地基梁布置和計算─顯梁內(nèi)力”， 第一行顯示梁左中右截面最小彎矩(kN.m)，第二行顯示梁左中右截面最大彎矩(kN.m)，第三行顯示梁左端剪力/T最大扭矩(kN.m)/右端剪力(kN)。 6) 點按“基礎設計─彈性地基梁施工圖繪制─生成梁圖”，自動生成梁的平面圖。 2.5 樁基礎承臺的面筋 樁基礎承臺在“基礎設計─樁筏和筏板基礎布置和計算”菜單中可作為筏基礎點按“基礎設計─樁筏和筏板基礎布置和計算─計算筏板”重新計算，再點按“基礎設計─樁筏和筏板基礎布置和計算─計算簡圖”按鈕，可顯示筏板所有的結(jié)果包括筏板的面筋。 2.6 自動歸并樁基礎 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─自動歸并 功 能：樁數(shù)和承臺相同的基礎自動歸并,鋼筋自動取大值 命 令：AutoMergePile 2.7 強行歸并樁基礎 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─強行歸并 功 能：把被選中的樁基礎按樁數(shù)相同歸并到一起,鋼筋取大值 命 令：MergePile 選擇承臺 或[E退出]<歸并>: 單選、窗選或交選承臺 選擇承臺 或[E退出]<歸并>: 回車, 把被選中的基礎按底面積大的歸并到一起，高度和鋼筋取大值 2.8 刪除基礎 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─刪除基礎 功 能：刪除基礎,并自動刪除擴展基礎表和樁剖面大樣表中內(nèi)容 命 令：DelFound 選擇要刪除的承臺 <退出>: 單選,窗選或交選承臺,自動刪除所選基礎 選擇要刪除的承臺 <退出>: 回車, 退出 也可采用刪除圖元的Erase命令來刪除。 2.9 修改樁基礎 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─修改基礎 功 能：彈出對話框，修改被選中的基礎 命 令：ModFound 單選要修改基礎的承臺 <退出>: 單選承臺,彈出如下對話框修改 最后一種承臺形式有兩種XY向排列方法:矩陣形和交錯形。 矩陣形：┌--------------┐ 交錯形：┌--------┐ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │ ⊕ │ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │⊕ ⊕│ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │ ⊕ │ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │⊕ ⊕│ └--------------┘ │ ⊕ │ │⊕ ⊕│ │ ⊕ │ └--------┘ 2.10 修改墻柱底內(nèi)力 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─改柱底力 功 能：修改被選中的墻柱在單工況下內(nèi)力,并自動修改相關(guān)的基本組合、標準組合和準永久組合內(nèi)力 命 令：ModColForc 單選要修改內(nèi)力的墻柱 <退出>: 單選墻肢或柱，彈出如下對話框修改墻柱單工況內(nèi)力和選擇工況 柱彎矩和剪力正向根據(jù)柱的局部坐標方向確定，墻肢彎矩和剪力正向根據(jù)墻肢的局部坐標方向確定，墻內(nèi)點I到J為局部坐標的Y方向。選“錄入柱號”時可顯示墻內(nèi)點號。 修改后自動重新進行本墻柱的內(nèi)力組合。 2.11 移動樁基礎承臺 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─移動基礎 功 能：移動被選中的樁基礎。注意：CAD沒有自動重新計算基礎 命 令：MoveFound 輸入X向和Y向移動距離(mm) <0,0>:500 輸入水平移動距離500mm,回車 選擇要移動的承臺 或[P移動距離]<退出>: 單選承臺, 移動被選中的樁基礎 當選擇“驗算基礎”和“文本結(jié)果”命令時，輸出的計算結(jié)果為移動后基礎的計算結(jié)果。 2.12 旋轉(zhuǎn)樁基礎承臺 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─旋轉(zhuǎn)基礎 功 能：旋轉(zhuǎn)被選中的樁基礎。注意：CAD沒有自動重新計算基礎 命 令：RotFound 輸入逆時針旋轉(zhuǎn)角度(度) <0>:30 輸入30度,回車 選擇要旋轉(zhuǎn)的承臺 或[P旋轉(zhuǎn)角度]<退出>: 選擇承臺, 旋轉(zhuǎn)被選中的樁基礎 當選擇“驗算基礎”和“文本結(jié)果”命令時，輸出的計算結(jié)果為旋轉(zhuǎn)后基礎的計算結(jié)果。 2.13 驗算樁基礎 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─驗算基礎 功 能：修改、移動或旋轉(zhuǎn)基礎后，驗算被選中的樁基礎, 并顯示當前驗算結(jié)果 命 令：CheckFound 單選要驗算的承臺 <退出>: 單選承臺, 顯示被選中的樁基礎的驗算報告 2.14 顯墻柱底內(nèi)力 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─顯柱底力 功 能：彈出對話框，顯示墻柱在內(nèi)力組合前后和計算基礎的內(nèi)力 命 令：ShowColForce 選擇“清除顯示”按鈕取消當前顯示的墻內(nèi)力。只有在墻柱下布置樁基礎后才能顯示控制基礎的基本組合和標準組合墻柱內(nèi)力，否則內(nèi)力顯示為零。 基本組合和標準組合墻柱內(nèi)力包含地震時，軸力后有“震”字。 2.15 顯示錄入系統(tǒng)中的墻柱號 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─錄入柱號 功 能：顯示錄入系統(tǒng)中的墻柱號,此墻柱號對應文本結(jié)果中的墻柱號 命 令：SscadColNo C12為12號柱，W15為15號墻，可點按屏幕左邊工具欄中“尋找構(gòu)件”按鈕，根據(jù)編號定位墻柱的位置。 2.16 輸出樁基礎文本計算結(jié)果 菜單位置：基礎設計─樁基礎設計─文本結(jié)果 功 能：輸出樁基礎文本計算結(jié)果 命 令：PileResult 對每個樁基礎進行承載力、沖切、剪切驗算，以及當上部結(jié)構(gòu)墻柱混凝土強度等級大于基礎混凝土強度等級時的局部受壓驗算，同時輸出計算過程，便于人工驗算，文本結(jié)果中的墻柱號對應錄入系統(tǒng)中的墻柱號。 輸出樁基礎總體信息。