广厦基础CAD第03章.docx

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广厦基础CAD第03章

第3章桩基础设计

1快速入门

广厦建筑结构CAD安装后，在Exam子目录下有一个工程实例：

基础.prj。

工程师在用录入系统生成基础CAD数据并用SSW计算后，可参考如下输入要点，快速掌握桩基础的设计方法。

实例见：

Exam\基础.prj，平面如下：

进入“广厦基础CAD”。

选择“读取墙柱底力”菜单，弹出对话框，选择读取SSW计算的上部结构墙柱底内力。

选择“总体信息桩基础总体信息”菜单，弹出如下对话框，输入桩基础总体信息。

1.1单柱下桩基础设计

点按“基础设计─桩基础设计─单柱桩基”，弹出如下对话框输入单桩竖向抗压承载力特征值500kN和单桩竖向抗拉承载力特征值400kN。

确认后，光标窗选柱1和柱11，自动布置和计算柱1和柱11单柱桩基础,并自动填写桩基础承台大样表。

绘图板上出现：

1.2墙下桩基础设计

光标窗选墙16，自动布置和计算墙16下桩基础,并自动填写桩基础承台大样表。

绘图板上出现：

1.3多柱下桩基础设计

点按“基础设计─桩基础设计─多柱桩基”，弹出对话框确认后，光标窗选柱4和柱12，回车，自动布置和计算柱4和柱12下桩基础,并自动填写桩基础承台大样表。

绘图板上出现：

1.4多墙柱下桩基础设计

光标窗选柱6和墙17，回车，自动布置和计算柱6和墙17下桩基础,并自动填写桩基础承台大样表。

绘图板上出现：

1.5读取上部结构平法施工图的轴号

生成上部结构施工图后，点按“工具─轴号编辑─读取轴号”，自动删除基础平面内的轴号，读取上部结构平法施工图的轴号。

绘图板上出现：

1.6标注承台尺寸

生成上部结构施工图后，点按“工具─尺寸编辑─标注承台”，弹出对话框取消“承台角点”标注。

窗选或单选要标注承台ZJ2-400。

绘图板上出现：

1.7输出文本计算结果

点按“基础设计─桩基础设计─文本结果”，自动生成文本形式的桩基础承载力计算、冲切、剪切和抗弯计算的计算过程，便于人工检查，同时输出桩基础总体信息。

1.8DWG格式输出基础平面图和桩承台大样表

当前窗口显示基础平面图时，选择菜单“工程─生成当前窗口内容的DWG”，把基础平面图生成DWG文件，文件路径同当前工程路径。

选择菜单“窗口─桩承台大样表”，当前窗口显示桩承台大样表，再选择菜单“工程─生成当前窗口内容的DWG”，把桩承台大样表生成DWG文件，文件路径同工程路径。

2详细功能

2.1桩基础总体信息

1）基础上土的重度

用于计算土的自重。

2）承台的混凝土强度等级

C15到C80，可采用非标准混凝土，如C18，强度自动按插值计算。

3）承台的主钢筋强度级别

1为I级钢，强度设计值为210N/mm2，2为II级钢，强度设计值为300N/mm2，3为III级钢，强度设计值为360N/mm2，

4）承台的钢筋保护层厚度

基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm；当无垫层时不应小于70mm。

5）1号钢筋和2号钢筋的最小配筋率

控制两方向全截面的最小配筋率。

6）桩端阻力比和沉降经验系数

用于桩基础的沉降计算。

7）桩形式

用于基础平面图右下角的说明，与桩基础计算无关。

8）考虑承台重量

缺省为不考虑承台重量，桩基础计算时未考虑土对承台的作用，两因素互相抵消，所以可以选择不考虑承台重量。

2.2单柱桩基础

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─单柱桩基

功能：

窗选墙柱,自动布置和计算单柱桩基础,并自动填写桩承台大样表

命令：

AColPile

弹出对话框输入参数。

1）桩径

圆桩为桩直径，方桩为桩边长。

2）X和Y向桩中心距

为桩径的倍数。

承台形式中最后一种用到X和Y向桩中心距，其它形式只用到X向桩中心距，当墙柱边线超出初始选择的桩承台时，CAD自动求新的X和Y向桩中心距，使承台包含墙柱边线，这时新的X和Y向桩中心距大于对话框中设置的值。

3）单桩竖向抗压承载力特征值

采用地震作用效应标准组合时，地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。

4）单桩竖向抗拉承载力特征值

采用地震作用效应标准组合时，地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。

5）单桩抗震承载力调整系数

单桩抗震承载力调整系数缺省取1.25。

6）承台厚度最小值

迭代求基础高度时的初始基础高度，包括桩伸入承台的100mm。

7）承台上土的厚度

承载力计算时用于求土产生的压力。

8）承台面标高

用于平面图上标注基础面标高。

9）桩长度

用于平面图上标注桩长度。

10）基础与水平夹角

桩基础与水平夹角，逆时针为正,对话框中显示了9桩以下承台角度为零度时的承台形式。

11）1号钢筋直径最小值（mm）和钢筋间距最大值（mm）

12）2号钢筋直径最小值（mm）和钢筋间距最大值（mm）

13）初始承台形式

确定初始承台桩数，迭代时在此基础上增加桩数。

若改变承台，选九桩以上时，还须设定总桩数和列数。

九桩以上承台形式有两种XY向排列方法:

矩阵形和交错形。

矩阵形：

┌--------------┐交错形：

┌--------┐

│⊕⊕⊕││⊕│

│⊕⊕⊕││⊕⊕│

│⊕⊕⊕││⊕│

│⊕⊕⊕││⊕⊕│

└--------------┘│⊕│

│⊕⊕│

│⊕│

└--------┘

选择要布置单柱桩基础的墙柱<退出>:

点选、窗选或交选墙柱，自动布置和计算单柱桩基础

选择要布置单柱桩基础的墙柱<退出>:

回车,退出

把承台上墙柱的荷载中心作为承台几何中心后，按如下方法迭代求桩数、承台厚度和内力，并自动生成桩基础平面图和承台剖面图。

1）桩数的计算

给定基础初始高度，单柱下桩基础的单桩轴力采用《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002（8.5.3-2）公式计算，其它类型桩基础的单桩轴力采用通用有限元的方法来计算，划分承台有限单元网格，桩采用柱单元，对每一组墙柱荷载效应标准组合，求桩的反力。

如果单桩不满足承载要求，增加桩数,调整承台尺寸，迭代求解以满足所有荷载效应标准组合作用下的承载力要求。

2）承台总高度的计算

对每一组墙柱荷载效应基本组合，求节点应力。

分别进行墙柱和桩对承台的冲切和剪切验算。

如果不满足验算要求，按0.1m增加承台高度，从承载力验算起始位置重新开始迭代，最后求得承台总高度。

3）承台弯矩和配筋计算

分别求承台两方向截面弯矩和配筋，取最大值显示和布筋。

2.3多柱桩基础

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─多柱桩基

功能：

单选、窗选或交选多个墙柱,自动布置和计算所选墙柱下桩基础,并自动填写桩承台大样表

命令：

ColsPile

弹出对话框输入参数，参数说明和计算过程同单柱桩基础。

选择要布置多柱桩基的墙柱<退出>:

单选、窗选或交选多个墙柱

选择要布置多柱桩基的墙柱<布置>:

回车，自动布置和计算所选墙柱下桩基础,并自动填写桩承台大样表

2.4桩基础承台上的梁

桩基础承台上可以布置地梁，所布置的梁和承台一起采用通用有限元方法来计算内力。

设计步骤是：

1）选择“总体信息弹性地基梁总体信息”菜单，弹出对话框输入梁混凝土强度等级、梁纵筋级别、梁箍筋级别和钢筋保护层厚度。

2）点按“基础设计─弹性地基梁布置和计算─两点地梁”，弹出对话框选择矩形梁，输入梁肋宽和梁高。

3）点按“基础设计─桩基础设计─多柱桩基”，布置带梁的桩基础,并自动填写桩承台大样表。

4）点按“基础设计─弹性地基梁布置和计算─显梁配筋”，第一行显示梁的左中右截面的面筋（cm2），第二行显示左中右截面的底筋（cm2）和端部箍筋（cm2/0.1m）。

5）点按“基础设计─弹性地基梁布置和计算─显梁内力”，第一行显示梁左中右截面最小弯矩（kN.m），第二行显示梁左中右截面最大弯矩（kN.m），第三行显示梁左端剪力/T最大扭矩（kN.m）/右端剪力（kN）。

6）点按“基础设计─弹性地基梁施工图绘制─生成梁图”，自动生成梁的平面图。

2.5桩基础承台的面筋

桩基础承台在“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算”菜单中可作为筏基础点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─计算筏板”重新计算，再点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─计算简图”按钮，可显示筏板所有的结果包括筏板的面筋。

2.6自动归并桩基础

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─自动归并

功能：

桩数和承台相同的基础自动归并,钢筋自动取大值

命令：

AutoMergePile

2.7强行归并桩基础

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─强行归并

功能：

把被选中的桩基础按桩数相同归并到一起,钢筋取大值

命令：

MergePile

选择承台或[E退出]<归并>:

单选、窗选或交选承台

选择承台或[E退出]<归并>:

回车,把被选中的基础按底面积大的归并到一起，高度和钢筋取大值

2.8删除基础

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─删除基础

功能：

删除基础,并自动删除扩展基础表和桩剖面大样表中内容

命令：

DelFound

选择要删除的承台<退出>:

单选,窗选或交选承台,自动删除所选基础

选择要删除的承台<退出>:

回车,退出

也可采用删除图元的Erase命令来删除。

2.9修改桩基础

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─修改基础

功能：

弹出对话框，修改被选中的基础

命令：

ModFound

单选要修改基础的承台<退出>:

单选承台,弹出如下对话框修改

最后一种承台形式有两种XY向排列方法:

矩阵形和交错形。

矩阵形：

┌--------------┐交错形：

┌--------┐

│⊕⊕⊕││⊕│

│⊕⊕⊕││⊕⊕│

│⊕⊕⊕││⊕│

│⊕⊕⊕││⊕⊕│

└--------------┘│⊕│

│⊕⊕│

│⊕│

└--------┘

2.10修改墙柱底内力

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─改柱底力

功能：

修改被选中的墙柱在单工况下内力,并自动修改相关的基本组合、标准组合和准永久组合内力

命令：

ModColForc

单选要修改内力的墙柱<退出>:

单选墙肢或柱，弹出如下对话框修改墙柱单工况内力和选择工况

柱弯矩和剪力正向根据柱的局部坐标方向确定，墙肢弯矩和剪力正向根据墙肢的局部坐标方向确定，墙内点I到J为局部坐标的Y方向。

选“录入柱号”时可显示墙内点号。

修改后自动重新进行本墙柱的内力组合。

2.11移动桩基础承台

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─移动基础

功能：

移动被选中的桩基础。

注意：

CAD没有自动重新计算基础

命令：

MoveFound

输入X向和Y向移动距离（mm）<0,0>:

500输入水平移动距离500mm,回车

选择要移动的承台或[P移动距离]<退出>:

单选承台,移动被选中的桩基础

当选择“验算基础”和“文本结果”命令时，输出的计算结果为移动后基础的计算结果。

2.12旋转桩基础承台

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─旋转基础

功能：

旋转被选中的桩基础。

注意：

CAD没有自动重新计算基础

命令：

RotFound

输入逆时针旋转角度（度）<0>:

30输入30度,回车

选择要旋转的承台或[P旋转角度]<退出>:

选择承台,旋转被选中的桩基础

当选择“验算基础”和“文本结果”命令时，输出的计算结果为旋转后基础的计算结果。

2.13验算桩基础

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─验算基础

功能：

修改、移动或旋转基础后，验算被选中的桩基础,并显示当前验算结果

命令：

CheckFound

单选要验算的承台<退出>:

单选承台,显示被选中的桩基础的验算报告

2.14显墙柱底内力

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─显柱底力

功能：

弹出对话框，显示墙柱在内力组合前后和计算基础的内力

命令：

ShowColForce

选择“清除显示”按钮取消当前显示的墙内力。

只有在墙柱下布置桩基础后才能显示控制基础的基本组合和标准组合墙柱内力，否则内力显示为零。

基本组合和标准组合墙柱内力包含地震时，轴力后有“震”字。

2.15显示录入系统中的墙柱号

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─录入柱号

功能：

显示录入系统中的墙柱号,此墙柱号对应文本结果中的墙柱号

命令：

SscadColNo

C12为12号柱，W15为15号墙，可点按屏幕左边工具栏中“寻找构件”按钮，根据编号定位墙柱的位置。

2.16输出桩基础文本计算结果

菜单位置：

基础设计─桩基础设计─文本结果

功能：

输出桩基础文本计算结果

命令：

PileResult

对每个桩基础进行承载力、冲切、剪切验算，以及当上部结构墙柱混凝土强度等级大于基础混凝土强度等级时的局部受压验算，同时输出计算过程，便于人工验算，文本结果中的墙柱号对应录入系统中的墙柱号。

输出桩基础总体信息。