基础设计流程.docx
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基础设计流程.docx
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基础设计流程
独立基础设计流程
1、读入需要的各种柱底内力组合
2、计算出各柱下的基础尺寸(按方形)
3、进行碰撞验算检查
4、人工调整(如布置双柱基础,矩形基础等)
5、根据优化算法通过各种比选,进行归并
6、重新进行碰撞检查
7、再次手工调整
8、编号,列表成施工图
其中,第1-4步,可以利用JCCAD完成
第5步的优化算法
已经基本写完[
第8步 屠夫已经放程序了
现在想请大家说说
基础归并的原则是什么
1、按边长相差的绝对值来归并,如差200的归为一类
2、按边长的相对差值来归并,如相差20%有归为一类
3、按轴力来归并(不考虑弯矩,是简化的方法)
多层框架电算结果的人工调整
一、面尺寸的调整
设计人员根据教科书建议的梁、柱截面尺寸的取值范围,结合自己的经验先对所有构件的大小初步确定一个尺寸。
此时须注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1。
这是为了实现在罕遇地震作用下,让梁端形成塑性铰时,柱端仍可处于非弹性工作状态而没有屈服,但节点还处于弹性工作阶段的目的。
即“强柱弱梁强节点”。
将初步确定的尺寸输入计算机进行试算,一般可得到下述三种结果:
1)部分梁柱仅为构造配筋。
此时可根据电算显示的梁的裂缝宽度和柱的轴压比大小适当减小梁、柱的截面尺寸再试算。
2)部分梁显示超筋或裂缝宽度>0.3mm,部分柱的轴压比超限或配筋过大(试算时可控制柱的配筋率不大于3%)。
此时可适当放大这部分梁、柱的截面尺寸再试算。
3)梁、柱的截面尺寸均合适,勿需调整,此时要进一步观察梁、柱的配筋率是否合适。
二、梁、柱的适宜配筋率
原则:
掌握配筋率“适中”为宜。
这个“适中”指在规范规定的区域内取中间段,其值约相当于定额含钢量。
规范规定框架梁的纵向受拉钢筋最小配筋率为0.2%,最大配筋率为2.5%;框架柱的纵向钢筋配筋率区间为0.6%~5%。
笔者建议:
对于框架梁,其纵向受拉钢筋的配筋率取0.4%~1.5%较适宜。
对于框架柱,其全部纵向受力钢筋的配筋率取1%~3%较适宜。
梁、柱配筋率的上限在试算在试算阶段宜留有一定余地,因为下一部梁、柱配筋的调整还需要一定空间。
三、框架梁配筋的调整
框架梁显示的配筋是梁按强度计算的配筋量,调整的目的是解决梁的裂缝宽度超限和“强剪弱弯”的问题。
(一)缝宽度超限问题
在配筋率一定时,选用小直径的钢筋可以增加混凝土的握裹面积、减少梁的裂缝宽度。
增大配筋率是减小梁裂缝宽度的直接方法。
提高混凝土的强度等级,亦可减小梁的裂缝宽度,但影响较小。
设计人如不注意框架梁的裂缝宽度是否超限即出施工图,这样的图纸存在有不符合规范的缺陷。
仔细检查梁的裂缝宽度,如果改用小直径的钢筋后梁的裂缝宽度仍然超限,就要增加梁的配筋或加大梁的截面尺寸,调整至满足规范要求。
(二)强剪弱弯问题
框架结构设计中,应力求做到在地震作用下框架梁的梁端斜截面受剪承载力应高于正截面受弯承载力,即“强剪弱弯”。
笔者建议:
具体在调整梁的配筋时,可做以下几项调整:
1)梁端负弯矩钢筋可不放大(系数采用1);
2)梁的跨中受拉钢筋可放大1.1~1.3倍;
3)梁端箍筋的直径可增加2mm;
4)按构造要求对于跨度大于6m的框架梁设弯起钢筋。
四、框架柱配筋的调整
框架柱的配筋率一般都很低,电算结果往往是构造配筋即可。
按柱的构造配筋率0.8%配筋,只相当于定额指标的1/2~1/3,有经验的设计人是不会采用的。
因为受地震作用的框架柱,尤其是角柱和大开间、大进深的边柱,一般均处于双向偏心受压状态,而电算程序则是按两个方向分别为单向偏心受压的平面框架计算配筋,结果往往导致配筋不足。
笔者建议:
框架柱配筋的调整可做以下几项:
1)应选择最不利的方向进行框架计算,也可两个方向均进行计算后比较各柱的配筋,取其教大值,并采用对称配筋。
2)调整柱单边钢筋的最小根数:
柱宽<=450mm时3根,450<柱宽<=750mm时4根,750mm<柱<=900mm时5根。
(注意:
柱单边配筋率不小于0.2%)
3)将框架柱的配筋放大1.2~1.6倍。
其中角柱放大大些(不小于1.4倍),边柱次之,中柱放小些(1.2倍)
4)由于多层框架时电算常不考虑温度应力和基础不均匀沉降问题,当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土层不均匀时,再适当放大一点框架柱的配筋也是可以理解的,具体放大多少,就要由设计人的经验决定了。
5)框架柱的箍筋形式应选菱形或井字形,以增强箍筋对混凝土的约束。
柱箍筋直径宜增加2mm。
我用的pkpm计算书基础内容
设计依据
1.1执行的国家标准、部颁标准与地方标准;
1.2应用的计算分析软件名称pkpm系列软件ver0603,开发单位:
中国建筑科学院;
1.3资料:
地质勘察报告。
一、 荷载取值
2.1墙自重取值:
(1)围护外墙3.8kN/m2
0.19x19x(1-0.25)+0.36x2=3.42kN/m2
保温层重0.40KN/m2
合计3.8KN/m2
(孔洞率不小于25%------按GB50003-20012.1.5取)
(2)内隔墙3.0kN/m2 (孔洞率按40~48%取)0.19x19x0.6+0.36x2=2.89KN/m2
0.1x19x0.6+0.36x2=1.86KN/m2
2.2楼面:
一般楼面
静载:
(1)砼板厚100mm,标准值2.5kN/m2, 分项系数1.2。
(2)二次装修, 标准值0.65kN/m2, 分项系数1.2。
(3)天棚底粉, 标准值0.35kN/m2, 分项系数1.2。
静载合计 标准值3.5(kN)/m2
静载:
(1)砼板厚120mm,标准值3.0kN/m2, 分项系数1.2。
(2)二次装修, 标准值0.65kN/m2, 分项系数1.2。
(3)天棚底粉, 标准值0.35kN/m2, 分项系数1.2。
静载合计 标准值4.0(kN)/m2
静载:
(1)砼板厚140mm,标准值3.5kN/m2, 分项系数1.2。
(2)二次装修, 标准值0.65kN/m2, 分项系数1.2。
(3)天棚底粉, 标准值0.35kN/m2, 分项系数1.2。
静载合计 标准值4.5(kN)/m2
静载:
(1)砼板厚80mm,标准值2kN/m2, 分项系数1.2。
(2)二次装修, 标准值0.65kN/m2, 分项系数1.2。
(3)天棚底粉, 标准值0.35kN/m2, 分项系数1.2。
静载合计 标准值3.0(kN)/m2
活载:
(1) 活载标准值2.0kN/m2, 分项系数1.4。
走廊楼梯 2.0kN/m2, 分项系数1.4。
卫生间:
(1)砼板厚80mm, 标准值2.0kN/m2, 分项系数1.2。
(2)洁具折算, 标准值0.5kN/m2, 分项系数1.2。
(3)地面装修, 标准值0.65kN/m2, 分项系数1.2。
(3)天棚底粉, 标准值0.35kN/m2, 分项系数1.2。
静载合计 标准值3.50(kN)/m2
活载:
(1)幼儿园办公室活载标准值2.0kN/m2, 分项系数1.4。
(2)楼梯走廊阳台活载标准值2.5kN/m2, 分项系数1.5。
(3)多功能厅活载标准值 4.0kN/m2, 分项系数1.4。
2.3上人屋面:
静载:
地砖 , 标准值0.65kN/m2, 分项系数1.2。
刚性防水层 标准值0.6kN/m2, 分项系数1.2。
防水层, 标准值0.05kN/m2, 分项系数1.2。
保温层, 标准值0.1kN/m2, 分项系数1.2。
找平、隔气层, 标准值0.3kN/m2, 分项系数1.2。
屋面板自重, 标准值2.5kN/m2, 分项系数1.2。
吊顶或底粉, 标准值0.35kN/m2, 分项系数1.2。
合计4.55KN/M2
活载:
不上人屋面:
0.7kN/m2
上人屋面:
2.0kN/m2
斜板合计:
5.2x(1.08)=5.6kN/m2
2.4楼梯荷载计算:
楼梯静载:
(1)楼板自重标准值(1.15t+0.08)×24=4.70,分项系数1.2。
(2)饰面自重标准值1.5d×21(水泥)=0.63,分项系数1.2。
(3)底粉自重标准值0.5kN/m2。
合计:
5.85kN/m2
线荷
5.85+2.0)x1.2=9.5KN/m+1x1.2/1.35=10.3KN/m
注:
(1)t为楼梯板厚(m),d饰面厚度(m)。
(2)1.15=1/cosα,α梯板顷角
α=tg(16/28),即tg(160/280)
(3)饰面计算中系数1.5≈(300+150)÷300
三设计前提条件
3.1建筑结构安全等级:
二级。
3.2建筑物重要性类别(抗震规范):
丙类。
3.3地基基础设计等级为丙级。
3.4抗震设防烈度:
7度;设计基本地震加速度值0.1g。
3.5设计地震条件:
地震分组为第二组。
3.6建筑场地类别为Ⅱ类。
3.7抗震等级:
框架三级。
四结构荷载条件
4.1风荷载
A、基本风压取0.7KN/m2㎡
B、体型系数:
1.3
C、地面粗糙度:
B类
4.2楼面活荷载折减
4.3混凝土容重(kN/m3):
Gc=25.00
4.5周期折减系数:
TC=0.7
4.6考虑活荷不利布置;
梁跨中弯矩增大系数:
BM=1.00
4.7中梁刚度增大系数:
BK=1.8
4.8梁端弯矩调幅系数:
BT=0.85
4.9地梁配筋时,钢筋放大系数上下均取1.05;归并系数1.1;基础归并系数0.3
柱
4.10柱筋放大系数1.1,归并系数0.3;
4.11柱按双偏压计算
梁
4.12梁上下筋放大系数1.05,归并系数0.2。
4.13裂缝宽度:
楼面≤0.3;屋面≤0.2
板
4.14板配筋图用PKPM生成,板上下筋放大系数1.00。
4.15裂缝宽度要求:
楼面≤0.3;屋面≤0.2
4.16板钢筋受拉钢筋最小配筋率0.27%,分布筋配筋率不小于0.15%:
五、地基基础计算书
独立基础
(1)持力层选择,基础持力层强风化岩。
(2)设计承载力特征值400。
《PKPM软件在应用中的问题解析》讲义(二十)
pkpm中jccad这一块对一般结构设计人员来说,用的不是太多,一些参数的意义可能也不是太明白,把网络上有关jccad的资料整理如下,以方面大家参考。
一、各种参数选取
1地质资料
地质资料是基础设计计算的重要依据,可以用人机交互方式或填写数据文件方式输入地质资料有两类,一种是供有桩基础使用的,另一种是供无桩基础(弹性地基筏板)使用。
两者的格式相同,不同仅在于有桩基础对每层土要求压缩模量、重度、状态参数、内摩擦角、内聚力五个参数,而无桩基础只要求压缩模量一个参数。
建立*.dz文件主要内容包括以下几点:
(1)每个勘探孔柱状图的土层分布及各土层的物理力学参数,物理力学参数包括土的重Gv(用于沉降计算)、相应压力状态下的压缩模量Es(用于沉降计算)、摩擦角φ(用于沉降及支护结构计算)、内聚力c(用于支护结构计算)及计算桩基承载力的状态参数(对于各种土有不同的含义)。
(2)所有孔点在任意坐标系下的位置坐标,在桩基设计时可通过平移与旋转将勘探孔平面坐标转成建筑底层平面的坐标。
(3)以勘探孔点作为节点顺序编号,将节点连线划分成多个不相重叠的三角形单元,并将三角形单元编号。
程序将以这种三角形单元为控制网格,利用形函数插值的方法得到控制网格内部和附近的地质土层分布。
土层参数
压缩模量、重度、摩擦角、粘聚力、状态参数、状态参数含义
桩基础设计应该使用Ez(自重压力~……),天然浅基础应使用Es0.1-Es0.2。
土层布置
土名称、厚度、极限侧摩、极限桩端、压缩模量、重度、摩擦角、粘聚力、状态参数、状态参数含义,标高及图幅(坐标系:
相对坐标系,单位米。
标高与结构标高相同)
孔点输入
输入孔位:
打开坐标,将孔点的大体形状输入即可
修改参数:
按照勘查报告中的相关数据输入即可
网格修改
点柱状图
选中可以进行桩基承载力与沉降验算。
土剖面图
画等高线
2基础人机交互输入
本菜单根据使用者提供的上部结构数据、荷载数据和有关的地基基础的数据,进行柱下独立基础、墙下条形基础和承台设计,桩长计算以及布置基础梁、筏基、桩基等基础。
程序可对平板式基础进行柱对筏板的从冲切计算以及柱对独基、桩承台、基础梁和桩对承台的局部承压计算。
首先程序提供选择菜单:
读取已有基础数据、重新输入基础数据、读取已有基础数据更改上部结构数据、选择保留部分已有数据。
地质资料
输入*.dz文件,并移动网格,与实际情况相同。
参数输入
基本参数
地基承载力计算参数
选择计算方法:
1、国标综合法:
地基承载力fak
地基承载力宽度修正系数
地基承载力深度修正系数
基底以下土的重度(浮重度)
基底以上土的加权重度
承载力修正用基础埋置深度
自动计算覆土重度
2、国标抗剪强度指标法:
土的粘聚力标准值
土的内摩擦角标准值
基底以下土的重度(浮重度)
基底以上土的加权重度
承载力修正用基础埋置深度
砂土
自动计算覆土重度
3、上规静桩试验法
地基承载力设计值
浅基础地基承载力抗震调整系数
自动调整系数
4、上规抗剪强度指标法:
土的粘聚力标准值
土的内摩擦角标准值
基底以下土的重度(浮重度)
基底以上土的加权重度
承载力修正用基础埋置深度
自动计算覆土重度
上述参数中的基础埋置深度,一般应自室外地面标高算起。
对于地下室,采用筏板基础也应自室外地面标高算起,其他情况如独基、条基、梁式基础从室内地面标高算起。
自动计算覆土重,该项用于独基、条基部分。
点取该项后程序自动按20kN/m2的混合容重计算基础的覆土重。
如不选该项,则对话框中出现“单位面积覆土重”参数需要用户填写。
一般来说如条基、独基、有地下室时应采用人工填写“单位面积覆土重”,且覆土高度应计算到地下室室内地坪处,以保证地基承载力计算正确。
基础设计参数:
室外自然地坪标高:
按实际
基础归并系数:
0.2
混凝土强度等级:
C30
之三
《建筑地基基础设计规范》GB50007-20028.2.2、扩展基础的构造,应符合下列要求:
……4、混凝土强度等级不应低于C20;……
《建筑地基基础设计规范》GB50007-20028.3.1、
……5、柱下条形基础的混凝土强度等级,不应低于C20。
……
《建筑地基基础设计规范》GB50007-20028.5.14、
……筏形基础的混凝土强度等级不应低于C30。
……
《建筑地基基础设计规范》GB50007-20028.5.14、
……4、承台混凝土强度等级不应低于C20……
上海市工程建设规范《地基基础设计规范》DGJ08-11-19995.1.4、用于基础结构的混凝土和钢筋应满足下列构造要求:
1、混凝土:
刚性基础的混凝土强度等级不低于C15;独立基础与墙下条形基础不低于C15;柱下条形基础与筏板基础不低于C20。
……
上海市工程建设规范《地基基础设计规范》DGJ08-11-19996.4.3、
……2、承台混凝土强度等级不宜低于C15。
……
《建筑桩基技术规范》4.2.2、承台混凝土强度等级不宜小于C15,采用二级钢筋时,混凝土强度等级不宜低于C20。
……
《钢筋混凝土承台设计规程》3.5.1、当承台纵向受力钢筋采用一级钢筋时,混凝土强度等级不得低于C15;当承台纵向受力钢筋采用二、三级钢筋时,混凝土强度等级不应低于C20。
根据上面的相关规定,基础一般采用C30混凝土,一般不宜采用高标号的混凝土,因为高标号混凝土容易开裂。
拉梁承担弯距比例:
0
结构重要性系数:
按规范,(特别注意单桩承台)
《建筑地基基础设计规范》GB50007-20023.0.4、
……5、基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用,但结构重要性系数不应小于1.0。
上海市工程建设规范《地基基础设计规范》DGJ08-11-1999o2.0.4、地基基础设计时,应根据其破坏可能的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性,采用表2.0.4所规定的不同安全等级。
除有关章节中已有明显规定者外,本规范中各种类型地基基础的安全等级一般可取为二级。
表2.0.4地基基础安全等级
安全等级破坏后果结构重要性系数
一级很严重1.1
二级严重1.0
三级不严重0.9
《建筑桩基技术规范》3.3.3、根据桩基损坏造成建筑物的破坏后果(危机人的生命、造成经济损失、产生社会影响)的严重性,桩基础设计时硬根据表3.3.3选用适当的安全等级。
表3.3.3建筑桩基安全等级
安全等级破坏后果建筑物类型
一级很严重重要的工业与民用建筑物;对于桩基变形有特殊要求的工业建筑
二级严重一般的工业与民用建筑
三级不严重次要的建筑物
《建筑桩基技术规范》条文说明3.3.3、……对于一级建筑物桩基类型规定为如下两类:
1、重要的工业与民用建筑物;
2、对桩基变形有特殊要求的工业建筑物。
对于20层以上的高层建筑,其总高度(从地面算起)超过60mm,……因此,对于20层以上的建筑物应列入重要建筑物。
对于有纪念意义的或供群众性集会的民用建筑,经济意义重
之四
大的工业建筑物也应类如重要建筑物。
…………对于桩基变形有特殊要求的工业建筑,如化工、炼油厂重的高压、易燃、易爆管道相连的装置……因此,凡对桩基变形有特殊要求的厂房、构筑物均应列入一级建筑物类型范围内进行设计。
《建筑桩基技术规范》4.1.1、
……——建筑桩基重要性系数,按表3.3.3确定安全等级,对于一、二、三级分别取;对于柱下单桩提高一级考虑;对于柱下单桩的一级建筑桩基取;……
《钢筋混凝土承台设计规程》3.2.2、要求同桩基规范。
一层上部结构荷载作用点标高:
即承台或基础顶标高,先进行估算,计算完成后进行修改。
该参数主要是用于求出基底剪力对基础底面产生的附加弯矩作用。
在填写该参数时,应输入PMCAD中确定的柱底标高,即柱根部的位置。
注意:
该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。
柱插筋连接方式:
按默认
之五
地梁筏板
该菜单定义了按弹性地基梁元法计算需要的有关参数。
总信息:
结构种类:
基础
基床反力系数:
按默认
按广义文克尔假定计算:
若此项选择后,计算模型改为广义文克尔假定,即各点的基床反力系数将在输入的反力系数附近上下变化,边角部大,中部小一些,变化幅度与各点反力与沉降的比值有关,采用广义文克尔假定的条件是要有地质资料数据,且必须进行刚性底板假定的沉降计算,否则按一般文克尔假定计算。
在此处要与“基础梁板弹性地基梁法计算”中的“沉降计算参数输入”中参数相对应。
弹性基础考虑抗扭:
√
人防等级:
不计算
双筋配筋计算压区配筋百分率:
0.2%
地下水距天然地坪深度:
按实际
梁的参数:
梁钢筋归并系数:
0.3
梁支座钢筋放大系数:
1.0
梁跨中钢筋放大系数:
1.0
梁箍筋放大系数:
1.0
梁主筋级别:
二级或三级
梁箍筋级别:
一级或二级
梁立面图比例、梁剖面图比例:
按默认
梁箍筋箍筋间距:
200
翼缘(纵向)分布钢筋直径、间距:
8mm、200mm
梁式基础的覆土标高:
当不是带地下室的梁式基础时,此值为0;否则应填写地下室室内地坪标高。
该值用于判断梁式基础是否有地下室和计算地下室内覆土高度的数据
梁设弯起钢筋:
板的参数:
梁板混凝土等级:
C30
梁翼缘、板钢筋级别:
一级或二级
板钢筋归并系数:
按默认
板支座钢筋连通系数:
按默认
板支座钢筋放大系数:
1.0
板跨中钢筋放大系数:
1.0
柱下平板配筋模式:
按默认
梁施工图参数:
梁肋方向:
向上
梁图要钢筋表:
√
绘图
尺寸线距图宽、图纸号、平面图比例尺、剖面图比例尺、X向各跨轴线标注、Y向各跨轴线标注:
按默认,将剖面图比例尺改为1:
20
条基墙体是否加宽:
按实际。
墙体加宽主要是为了使基础墙体增加防潮能力,加宽宽度为两边各加60mm
独基详图:
选择画柱
拉梁间隙:
按默认
之六
网格节点
本菜单工程为补充增加PMCAD传下来的平面网格轴线。
如设置弹性地基梁的挑梁设置筏板加厚区域等。
需注意该菜单调用应在“荷载输入”和“基础布置”之前,否则荷载或基础构件可能会错位。
该菜单包含以下子菜单:
画点、画线、直线延伸、删节点、删网格。
荷载输入
该菜单的功能是输入用户自己定义的荷载和读取上部结构计算传下来的荷载,并可对各类各族荷载删除修改。
程序还自动将用户输入的荷载与读取的荷载相叠加。
荷载参数
该子菜单作用是修改隐含定义的荷载分项系数、组合系数等参数。
分配无柱节点荷载:
√。
选择该项后,可将墙间无柱节点上的荷载转移到墙上,这样原来弹性地基梁的一些无交叉梁、无柱、有荷载的节点就会自动删除,将梁合并。
并且对墙下基础不会产生丢荷载的情况。
其他参数按默认。
无基础柱
附加荷载
该菜单作用是布置、删除用户自己定义的节点荷载与线荷载。
附加荷载可作为一组独立的荷载工况进行基础计算或验算。
如还输入了上部结构荷载,附加荷载先要与上部结构各组荷载叠加,然后进行基础计算。
一般来说框架结构的填充墙或设备重应按附加荷载输入。
对于独立基础(独立桩基承台)来说,如果在独基上架设连梁,连梁上有填充墙,则应将填充墙的荷载在此菜单中作为节点荷载输入,而不要作为均布荷载输入。
否则将会形成墙下条形基础,或丢失荷载。
选择PK文件、读取荷载、荷载编辑、当前组合、目标组合
墙下条形基础可采用PM荷载或砖混荷载;柱下独基和桩承台采用尽量多的荷载组合;筏板和基础梁选相同工况荷载组合。
PMCAD
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