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YJK基礎答疑綜合分類

20167                

目  錄


(一)樁承臺、樁筏基礎,沖跨比計算              

(二)內筒沖切的筒底壓力計算              

(三)帶邊框柱的剪力墻沖切計算              

(四)單柱承臺的沖剪計算              

(五)多柱墻承臺、樁筏沖切計算             

(六)多柱墻承臺、平筏剪切計算             

(七)沖切計算公式的應用匯總              

(八)PKPMYJK內筒沖剪計算差異比較(例題)             

(九)PKPMYJK柱沖切計算差異比較              

(十)PKPMYJK墻沖切計算差異比較             

(十一)PKPMYJK樁沖切計算差異比較              

(十二)獨立基礎沖切剪切計算結果查看              


 

第四節  沖剪計算

(一)樁承臺、樁基礎,沖跨比計算

單柱矩形承臺,嚴格按照樁基規范(JGJ94-2008)第5.9.7條執行,按X向和Y向分別計算沖跨比:

             

5.9.7條規定均應滿足0.25~1.0的要求。因此沖切錐與承臺底面的夾角45度和75度之間:

計算沖切力時,應扣除沖切錐范圍內的樁反力:

(二)內筒沖切筒底壓力計算

內筒沖切驗算采用以下公式:

式中沖切力Fl等于上部荷載減沖切錐內的樁、土反力之和。

沖切錐內樁、土反力取決于計算方法,以框筒結構平板式筏基為例:PKPM采用平均基底壓力計算YJK采用彈性地基梁板法計算核心筒下基底實際壓力計算,從核心筒向周邊遞減。

   PKPM采用平均基底壓力             YJK采用有限元計算基底壓力

對于框筒結構,核心筒、外框、裙房的荷載和剛度差異較大,導致基底壓力不符合直線分布,宜采用彈性地基梁板法計算基底壓力。因筒底壓力較平均值大,沖切力相應減少,筏板厚度更容易滿足要求。

內筒沖切計算書中,可以查看每個基本組合下的上部荷載、樁土反力、沖切力和最不利組合下的驗算結果:

(三)帶邊框柱的剪力墻沖切計算

沖切驗算時,將邊框柱和剪力墻合在一起,作為一個驗算單元考慮,相當于一個異形柱。下圖中,白線為沖切錐與筏板底面的交線,藍線為沖切臨界截面:

帶邊框柱的墻肢         帶邊框柱的L形墻     帶邊框柱的T形墻

驗算時,考慮不平衡彎矩的影響,驗算每個角點處的剪應力是否超限(見上圖中的白色小圓點),驗算公式為:,式中i為臨界截面角點的序號:

上述三種情形,軟件自動實現墻、柱合算。其他情況,可通過人工交互的方式,指定需要合算的柱和墻肢,例如:

            特殊情形下以人工交互方式實現墻、柱合算

采用自動識別+人工交互的方式,基本上可以涵蓋帶邊框柱剪力墻的所有情況。總結一下,要點如下:

1、邊框柱和墻肢合成一個計算單元,相當于按異形柱計算;

2、按凸包+偏移的幾何算法,確定沖切破壞錐和臨界截面的輪廓線;

3、驗算臨界截面每個角點上的剪應力,一定涵蓋最大剪應力點;

4、驗算剪應力時,考慮不平衡彎矩。

(四)單柱承臺的沖剪計算

1、單樁承臺:沖切不計算,剪切不計算;

2、兩樁承臺:沖切不計算,剪切按簡支梁計算;

3、三樁承臺:

柱沖切計算:jccad沒有,樁基規范三樁也不明確,我們采用沖切錐的辦法計算,依據樁基規范5.9.7-1

樁沖切計算:樁基規范5.9.8的第2

   剪切計算:

4、四樁及以上

柱沖切計算:樁基規范5.9.7-4;如果有水Qi考慮水的浮力(沖切錐體內)力與樁反力的疊加。

樁沖切計算:樁基規范5.9.8的第1條。

剪切計算:采用樁基規范5.9.10Vl按照樁反力求和計算。

V <=βhs * α * ft * b0 * h0

   

          恒+活樁反力                四個剪切面

荷載與樁反力的差異是剪切計算沒自重與覆土;如果有水,Vs考慮水的剪力與樁反力的疊加,水的剪力=水浮力*樁邊邊緣面積(如下圖藍色區域)。

(五)多柱墻承臺、樁筏沖切計算

1、多柱墻承臺、樁筏板柱沖切計算:樁基規范5.9.7-1;

Fl <= βhp *β0 * ft * h0 * Um

 

2、多柱墻承臺樁沖切計算(同筏板):樁基規范5.9.8的第3(單樁)

Nl <= 2.8*(bp+h0)*βhp*ft*h0

   樁基規范5.9.8-1與5.9.8-8在45度是相同的。

當樁心位于柱墻沖切錐范圍內時,無需驗算,R/S50.0,如圖中的樁(沖切錐范圍內為白色)。

 

(六)多柱墻承臺、平筏剪切計算

單柱承臺斜截面受剪承載力可按下列公式計算(樁基礎規范P79):

      λ<0.25時,取λ=0.25λ>3λ=3

有限元承臺斜截面受剪承載力可按下列公式計算(地基基礎規范P79):

Vs<=0.7*βhs*ft*bw*h0

上面公式截面的剪跨比λ=1.5時,兩個公式相同有限元承臺,幾何位置過于隨意,剪跨比λ不好確定,所以采用了下面的公式,這時的λ=1.0沒有意義,因為下面的公式根本沒有λ如果用戶需要調整,暫時只能自己修改計算書的剪跨比λ與安全系數。

以后會增加復雜承臺的剪跨比。

                 剪力圖

對于承臺自動取得一條的剪力平均值

對于筏板用戶參考最大剪力繪制一條計算邊

沖切計算公式的應用匯總

內筒沖切計算:地基規范8.4.8

地基梁房間沖切計算:地基規范8.4.12

平筏柱或墻、樁筏板墻沖切計算:地基規范8.4.7-1

Fl <= 0.7(0.4+1.2/βs) * βhp * ft * h0 * Um

多柱墻承臺柱:樁基規范5.9.7-1

Fl <= βhp0 * ft * h0 * Um

單柱承臺沖切計算:樁基規范5.9.7-4

Fl <= 2 * [β0x * (bc + a0y) + β0y * (hc + a0x)] * βhp * ft * h0

45度沖切角時,三個公式是完全一樣的。多柱墻承臺、樁筏板柱沖切計算時,如果45度沖切錐體內沒有找到樁,也會采用地基規范8.4.7-1,就是這個原因。

(八PKPMYJK內筒沖剪計算差異比較(例題)

工程基本數據:

筏板總荷載:2512567.0 kN

筏板總面積:5619.225 m2

筏板內筒有效厚度:3850mm

內筒沖切錐體底面積:748.763 m2

FL/(um*h0) <= 0.7*βhp*ft/η

FL = 內筒上部總荷載 基底反力

PKPMYJK計算公式相同,但計算結果不同,原因如下:

PKPM基底反力計算:

基底反力=筏板總荷載/筏板總面積*內筒沖切錐體底面積

=2512567/5619*748.76=334800kN

YJK基底反力計算:采用有限元計算的基底壓力和,如下圖

PKPM基底反力計算是不準確的,因為整個筏板的荷載分布不均勻的,PKPM的計算沒有考慮到核心筒內基底壓力要遠大于核心筒外基底壓力,造成計算的基底壓力比實際值小很多。

YJK計算基底壓力分布等值線圖

PKPM基底壓力=筏板總荷載/筏板總面積=447.1kPa,顯然與實際不符合。

(九PKPMYJK柱沖切計算差異比較

無樁基礎計算差異原因如上;

有樁基礎:

(1)Fl等于上部總荷載減去沖切破壞錐體內的總樁反力。

PKPM基礎軟件樁反力計算如下: 總荷載/總樁數*錐體內樁數

問題:對于不均勻布樁的筏板, 樁反力計算差別大

有樁反力計算PKPM

 

YJK-F基礎軟件樁反力計算:樁有限元計算結果

有樁反力計算YJK

2Pkpm沒有考慮沖比的影響:

(十PKPMYJK墻沖切計算差異比較

墻的計算YJK軟件分為以下幾種:

(1)單墻沖切:包括所有與其它墻肢或柱有連接的墻體,如下圖所示,量大面廣,此類墻體PKPM沖切計算是不計算的。

(2) 短肢組合墻沖切L/b<=8:每個墻肢的另一端沒有其它的墻與之相連;每段墻肢的長厚比必須小于8。形成多邊形外包區域計算:

(3) 長肢組合墻沖切L/b>8

基底反力的計算不同:PKPM有樁基礎和無樁基礎均采用整個筏板的荷載分布的形式,基底反力=筏板總荷載/筏板總面積*沖切錐體底面積;YJK有樁基礎采用有限元結果的樁反力、無樁采用有限元結果的基底壓力。

(十PKPMYJK樁沖切計算差異比較

PKPM軟件采用平板式筏板基礎柱沖切計算模式,樁反力1.25倍的單樁豎向承載力特征值,計算得到滿足要求的筏板非常厚,不經濟;

YJK—F基礎軟件采用樁基規范,采用有限元計算樁凈反力,比較準確。

(十二)獨立基礎沖切剪切計算結果查看

沖切計算有兩個位置:

沖切和剪切計算時,對于非單柱的獨立基礎,是按照(如L型墻截面形成的外包區域計算的;對于單柱的獨立基礎計算書中的結果與此結果一致。

是單片墻的結果,對于非單柱的獨立基礎,是按照墻、柱的單獨構件截面計算的;對于非單柱的獨立基礎計算書中的結果與此結果一致。如果計算書中沒有計算過程,則可能是多片墻形成了短肢墻,軟件自動計算,這個過程可以通過來查看,如:

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