PKPM软件JCCAD筏板基础设计步骤举例分析.docx
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PKPM软件JCCAD筏板基础设计步骤举例分析
PKPM软件JCCAD筏板基础设计步骤举例
PKPM软件JCCAD筏板基础设计步骤举例
一、地质资料输入
1、PKPM软件的JCCAD部分进行基础设计时，不一定要输入地质资料。
对于无桩的基础，如果不进行沉降计算，则可以不输入地质资料；如果要进行沉降计算，则需要输入地质资料。
输入土的力学指标包括：
压缩模量、重度。
对于有桩基础，如果不进行单桩刚度及沉降计算的话，可以不输入地质资料；否则就要输入。
输入土的力学指标包括：
压缩模量、重度、状态参数、内摩擦角和粘聚力。
2、在PKPM软件主界面“结构”页中选择“JCCAD”软件的第一项“地质资料输入”，程序进入地质资料输入环境，如下图所示：
3、土层布置
给地质资料命名之后，开始进行土层布置，点击右侧菜单“土层布置”，如下图所示：
弹出土层参数对话框，显示用于生成各勘测孔柱状图的地基土分层数据，如下图所示：
4、
输入孔点
单击“孔点输入”→“输入孔位”，以相对坐标和米为单位，逐一输入所有勘测孔点的相对位置。
孔点输入结束后，程序自动用互不重叠的三角形网格将各个孔点连接起来，并用插值法将孔点之间和孔点外部的场地土情况计算出来。
如下图所示：
程序要求孔点形成的三角形网格互不交叉，互不重叠。
如孔点位置十分复杂，程序自动形成的网格不能满足上述要求，可以通过“网格修改”命令由人工修改完成。
点击“修改参数”，点取已输入的孔点，弹出孔点土层参数对话框，如下图所示。
对话框中显示的是标准孔点的土参数，应按各勘测孔的情况修改表中的数据，如土层低标高、土层参数、空口标高、探孔水头标高等。
空口位置一般不采用绝对坐标，不必修改孔口坐标。
如某一列各勘测孔的土参数相同，可以选择“用于所有点”，以减少修改土层参数的工作量。
“复制”用于复制参数相同的孔点，“删除孔位”用于删除多余或输入错误的孔点。
程序除完成地质资料输入外，还可以在此基础上生成孔点土层柱状图、孔点剖面图、土层剖面图、土层和水头的等高线图及孔点平面图等，还可以进行承载力和沉降计算。
二、基础参数设置
在PKPM主界面选择“JCCAD”的第二项“基础人机互输入”，程序进入基础交互输入环境。
屏幕显示上部结构和基础相连的各层轴网及其柱墙支撑布置，并弹出右图所示的“存在基础模型数据文件”的对话框。
选择“读取旧数据文件”项，则程序将原有的基础数据和上部结构数据都读出。
如下图所示：
本菜单运行的前提条件：
1.上部结构的计算可以提供荷载和凝聚到基础顶面的刚度；
2.有完整准确地地质报告输入，并成功读入到合适位置；
3.如果要读取上部结构分析传来的荷载还应该运行相应的程序的内力计算部分；
4.如果要自动生成基础插筋数据还应运行画柱施工图程序。
“地质资料”→“打开资料”→“平移对位”，如下图所示：
“参数输入”→“基本参数”，第一页：
地基承载力计算参数，本页对话框的参数是用于确定地基承载力的。
第二页：
基础设计参数，本页对话框用于基础设计的公共参数。
如下图所示：
个别参数，此菜单功能用于对“基本参数”统一设置的基础参数个别修改，这样不同的区域可以用不同的参数进行基础设计。
如下图所示：
参数输出
点击菜单，弹出如下图所示的“基础基本参数.txt”文件，用户可查看相关参数，并可将此文本文件打印输出。
文件所列的参数为总体参数，当个别节点的参数和总体参数不一致时应以相应计算结果文件中所列参数为准。
网格节点
本菜单功能用于增加、编辑PMCAD传下的平面网格、轴线和节点，以满足基础布置的需要。
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。
荷载输入
1、荷载参数
本菜单用于输入荷载分项系数、组合系数等参数。
点击后，弹出下图所示的“输入荷载组合参数”对话框，内含其隐含值。
这些参数的隐含值按规范的相应内容确定。
白色输入框的值是用户必须根据工程的用途进行修改的参数，灰色的数值是规范指定值。
其中：
当“分配无柱间节点荷载”选择项打“√”后，程序可将墙间无柱间节点或无基础柱上的荷载分配到节点周围的墙上，从而使墙下基础不会产生丢荷载情况。
分配荷载的原则为按周围墙的长度加权分配，长墙分配的荷载多，短墙分配的荷载少。
“附加荷载”→“读取荷载”
本菜单用于选择上部荷载的荷载来源种类，程序可读取PM导荷和砖混荷载，TAT,PK,SATWE,PMSAP等多种来源上部结构分析程序传来的和基础相连的柱、墙、支撑内力、作为基础设计的外荷载，界面如下图。
若要选用某上部结构设计程序生成的荷载工况，则点击左面相应项。
选取之后，右面的列表框中相应荷载项前显示√，表示荷载选中。
程序读取相应程序生成的荷载工况的标准内力当做基础设计的荷载标准值，并自动按照相关规范的要求进行荷载组合。
当前组合
用户选择某种荷载组合，用于在图形去显示该组合的荷载图，便于用户查询或打印。
前面带*的荷载组合是当前组合。
如下图所示：
光标选择某组荷载组合，点击“确认”钮，该组荷载组合称为当前组合，屏幕显示该组荷载组合图并在下面提示区显示该组荷载的总值以方便荷载校核，如下图所示：
目标组合
本菜单用于显示具备某些特征的荷载图，如标准组合下的最大轴力，最大偏心距等。
目标组合仅供用户校核荷载之用，和地基基础设计最终选用的荷载组合无关。
点击后，菜单显示如下图：
荷载组合类型有标准组合、基本组合和准永久组合。
特征组合有最大轴力Nmax、最小轴力、最大偏心距、最大X向弯矩、最大Y向弯矩、最大负X向弯矩、最大负Y向弯矩。
用光标选择某类荷载组合及某种最不利组合，点击“确定”钮，屏幕显示具备选定特征的荷载组合图。
三、布置筏板基础
1、单击“筏板”菜单后，弹出如下图所示的界面：
2、点取围区生成，以围区方式指定需要生成筏板的区域（必须由封闭多边形网格组成），即可以自动生成筏板基础。
3、修改板边
用于修改筏板的每个边的挑出轴线距离，使成为各边有不同的挑出宽度的筏板。
4、删除筏板
在平面图上选取已经布置的筏板，则删除筏板。
5、筏板荷载
用于输入筏板上及挑出部位的荷载，用光标选取某块筏板，弹出下图所示“输入筏板荷载”对话框。
输入筏板荷载，如果是平板式基础，可以直接布置板带，程序自动确定板带翼缘宽度形成地基梁模型。
也可以不布置板带，直接定义地基梁形成梁元模型。
因为板及梁肋自重由程序自动计算加入，所以覆土重指板上土重，不包括板及梁肋自重。
覆土上恒荷载应包括地面做法或者地面架空板重量。
6、冲切计算
程序可自动完成柱下筏板对板的冲切计算，以及对指定桩对筏板的冲切计算。
其中：
L表示最不利组合的代码，R/L表示冲切安全系数（其中R表示筏板受冲切时最大抗力，L表示各荷载组合作用下的最大效应）。
R/S大于等于1.0为满足冲切要求，否则小于1.0为不满足冲切要求且显示红色。
7、清理屏幕
点击后，则清除了在平面图上的显示的验算数值，可以重新计算。
四、上部构件布置
本菜单用于输入基础上的一些附加构件，以便程序自动生成相关基础或绘制相应施工图之用。
菜单内容如下图所示：
在进行筏板的冲切验算的时候，如果板厚不满足冲切要求，要增加柱墩。
柱墩布置
本菜单用于输入平板基础的板上柱墩，如下图所示。
点击后，屏幕显示下图所示的菜单：
用户可以用“新建”、“修改”钮来定义和修改柱墩类型。
点击后，屏幕上出现“柱墩尺寸”对话框。
输入长宽高和端高尺寸后，点“确认”生成或修改一种柱墩类型。
其中，高及端高均指突出筏板部分的高度。
可用“删除”钮删除已有的某类柱墩。
当要布置板上柱墩时，可选取相关柱，布置板上柱墩。
柱墩删除，点击后，在平面图上选取柱墩，则删除柱墩。
五、板带
本菜单用于设置板带，是柱下平板基础按弹性地基梁元法计算时必须运行的菜单。
点击后，屏幕右边显示如图所示菜单：
通过板带布置菜单，无需定义参数，就可以在网格线上布置板带；通过板带删除，可将已布置的板带删除。
若采用桩筏筏板有限元计算平板，且按“梁板（板带）方式”进行交互配筋设计及绘制板筋施工图时，则应设置板带，建模时应遵照升板规范有关规定，如一般柱网应正交，柱网间距相差不宜太大。
板带布置位置不同可导致配筋的差异。
布置原则是将板带视为暗梁，沿柱网轴线布置，但在抽柱位置不应布置板带，以免将柱下板带布置到跨中。
六、重心校核
本菜单用于筏板基础、桩基础的荷载重心。
基础形心位置校核以及基底反力、地基承载力校核。
点击菜单后，屏幕显示菜单，如下图所示：
各菜单说明如下：
1、选荷载组
用于在所有荷载组合中选取一组进行重心校核。
点击后，弹出下面所示“选择荷载组合类型”对话框。
点取后确认即可。
2、筏板重心、桩重心
选定某组荷载组合后，进行筏板重心校核。
点击后，屏幕上各块筏板分别显示作用于该板上的总竖向荷载作用点坐标（重心）、板底平均反力、筏板形心坐标、板底最大、最小反力位置和值以及偏心距比值，下图为某荷载组合下筏板重心校核结果图。
七、图形管理
本菜单是“基础人机交互输入”菜单中有关图形和绘制的管理工具，包括各类基础视图选项、图形缩放、三维实体显示、绘制等内容。
1、显示内容
本菜单用于设置各类基础视图选项等信息，从而控制显示的内容，即可将当前显示的一些图层开闭。
点击菜单后，弹出下图所示的“基础输入显示开关”对话框。
用户需要显示某类基础，则√选这类基础的复选框。
如要显示独基，则√选“独基”复合框即可。
2、写图文件
本菜单用于将基础设计用的节点、网格编号图、各组荷载组合图存图，并可将当前图形转存。
点击菜单后，弹出下图所示的“选择输出文件及图名”对话框。
3、OPGL方式
本菜单用于用OpenGL技术显示基础实体模型，并可进行多种漫游，下图显示的是基础实体模型：
八、结束退出
本菜单用于结束基础的输入，退出“基础人机交互输入”菜单。
点击菜单后，程序将根据用户基础设计的内容，进行必要的检查，显示相应的提示信息。
各组荷载地基承载力验算图
其中显示为总竖向荷载作用点，基础形心，板的平均、最大、最小反力（含基础自重），基础承载力荷载为紫色，形心为青色，反力为红色，承载力为绿色。
九、基础梁板弹性地基梁法计算
本菜单是采用弹性地基梁元法进行基础结构计算的菜单，它由4各从属分菜单组成。
一、弹性地基板整体沉降
本菜单可用于按弹性地基梁元法输入的筏板（带肋梁或板带）基础、梁式基础。
独立基础、条形基础的沉降。
桩筏基础和无板带的平板基础则不能应用此菜单。
如不进行沉降计算可不运行此菜单，如采用广义文克尔法计算梁板式基础则必须运行此菜单，并按刚性底板假定方法计算。
一般区格短向不少于5个，长向不少于7个，或长、宽约为2000~3000mm,，总之区格总数不能超过1000个，并尽量使区格和筏板边界对齐，一般区格的大小要反复调整几次才能达到较理想的状态。
接着屏幕显示地址资料勘探孔和建筑物相对位置，用户检查没有问题后点击鼠标右键或任意其他键退出本图形。
屏幕接着出现“沉降计算参数输入”表
沉降计算参数输入：
沉降计算地基模型系数：
一般0.1—0.4。
软土取小值，硬土取大值，它控制边角部反力和中央反力的比之：
对于矩形板一般四世纪粘土应控制在1.3—1.7左右，软土控制在1.22左右。
砂土控制在1.8—2.2左右；对于异形板粘土控制在1.9—2.2左右，砂土控制在1.8－2.6左右；一般正方形、圆形取大值，细长条形取小值。
这里有个非常重要的概念，就是地基模型的选用。
程序用模型参数kij（默认为0.2）来模拟不同的地基模型，kij=0的时候，为经典文克尔地基模型，kij=1的时候，为弹性半空间模型。
沉降计算经验系数：
0，由程序自动计算。
在进行上海地区工程的设计时，要特别注意进行校核。
上海市工程建设规范《地基基础设计规范》DGJ08－11－19994.3.1条文说明、实测沉降资料发现，在一些浅层粉性土地区，采用条文规定的沉降计算经验系数，可能导致计算沉降偏大；而对于第三层淤泥质粉质粘土缺失或很薄，而第四层淤泥质粘土层很厚（大于10m）且含水量很高（大于50％）的情况，采用条文规定的沉降计算经验系数所得到的计算沉降量又可能小于实测值。
地基承载力标准值、基底至天然地面的平均土容重、地下水深度：
根据实际情况填写。
沉降计算压缩层深度：
程序自动给出。
如果用户要采用人工确定的压缩层深度计算独立基础和墙下条形基础的压缩层深度，只需在该值前加负号。
该值前的正负号对板式基础和梁式基础的压缩层深度无影响。
在进行上海地区工程的设计时，要特别注意进行校核。
回弹再压缩模量/压缩模量（加权平均）：
应对于多层建筑为0，即不考虑。
回弹再压缩沉降计算经验系数：
1.0
梁式基础、条基、独基沉降计算压缩层深度自动确定：
√
使用规范：
国家规范、上海规范
基础刚柔性假定：
刚性假定、完全柔性假定
对于含有基础梁的结构基础在应选择“完全柔性假定”，否则梁反力异常。
如采用广义文克尔法计算梁板式基础则必须运行此菜单，并按刚性底板假定方法计算。
完全柔性假定是根据《建筑地基基础设计规范》GB50007－2002中5.3.5－5.3.9或者《上海地基规范》4.3.1-4.3.5，即常用的规范手算法，它可用于独立基础、条形基础和筏板基础的沉降计算。
刚性假定中地基模型系数是考虑土的应力、应变扩散能力后的折减系数。
修改完参数后，屏幕提示用户将计算结果存在“CJJS.OUT”文件中，如用户想改为其他名称可在屏幕上输入。
如下图所示：
开始计算，如下图所示：
计算完成后屏幕用图形方式显示计算出的各块筏板基础各区格的沉降值设计反力，并在屏幕左上角用汉字显示各块板的平均沉降值（即形心处沉降），X向Y向倾角，平均附加反力值。
点取“数据文件”菜单可查询计算结果数据文件。
弹性地基基床反力系数（K值）的意义是，在单位面积上引起单位位移所需施加的外力。
K值应取和基础接触处的土参数，土越硬取值越大，埋置越深取值越大，考虑垫层影响取值较大。
十、桩筏筏板有限元计算
“基础梁板弹性地基梁法计算”，简称“梁元法”，其主要适用于弹性地基梁基础的计算分析，和以梁作用为主的较薄梁筏板基础计算（按T形梁计算，板作为梁的翼缘考虑），也可以计算划分了板带的柱下平筏板基础和布置了暗梁的墙下平筏板基础，还可以进行条形基础和独立基础的沉降计算。
对于不是初次执行这一菜单的工程，首先需要进行如下的选择：
如果选择了“第一次网格划分”，则所有已经存在的网格划分结果以及相关参数均被取消。
板元法可以考虑桩顶和筏板刚接、半刚接、铰接等连接情况；可以考虑基础和土的共同作用，即板下土的承载力分担影响；可以考虑上部结构对基础刚度的贡献，程序提供了四种基础计算模型，如下图所示：
1、模型参数
模型参数的内容包括计算模式及计算参数，点取此菜单后弹出“计算参数”对话框：
2、网格划分→自动划分
3、单元形成
4、
筏板定义→筏板布置，如下图所示：
5、荷载选择→SATWE荷载，如下图：
6、沉降试算
沉降试算的目的是对给定的参数进行合理性校核，其主要指标是基础的沉降值，对于桩筏基础同时给出建筑桩基技术规范及上海地基基础规范的沉降计算值。
对于筏基基础同时给出建筑地基基础设计规范及上海地基基础规范的沉降计算值。
7、计算，一般不需要人工干预。
8、结果显示
根据需要打开相关图形或数据文件。
9、交互配筋
十一、筏板基础配筋施工图
1、点击“设计参数”，如下图所示：
2、网线编辑→绘制轴线→自动标注
3、布板上筋→自动配筋：
4、布板下筋→自动配筋：
5、画施工图→画钢筋图：
6、钢筋文本：
7、画钢筋表：
8、画剖面图：
9、图框-存图
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