1.0恒＜1.35浮，抗浮计算不收敛如何处理？

之前碰到过抗浮设计时，因为1.0恒＜1.35浮，所以抗浮计算不收敛的情况。   当时把抗浮组合都改为 线性计算， 现在想想线性计算可能不妥，本文介绍另一种方法，供参考交流。     

实例

抗浮设计时，如果上部恒荷载与水浮力相差不大，会采用压重法使整体抗浮稳定系数满足要求.例如本项目在基础底板上回填土，荷载为15KN/ m   2   ,整体抗浮满足要求。

问题

计算时会提示错误，在荷载组合(14)非线性迭代不收敛， 查看 组合(14)作用下的 三维位移，位移明显异常 。此种情况如何处理？

问题分析

计算结果不收敛，是因为1.0恒＜1.35浮，对于此问题有两种观点。

观点1：将基本抗浮组合的分析方法手工改为“线性”，此时程序假定柱（墙）为不动支座，采用倒楼盖法计算底板内力、配筋。

观点2：基本抗浮组合也需要满足平衡条件，上部结构增加压重，满足平衡条件，使非线性分析结果收敛，此模型仅计算基础配筋。

笔者觉着这两种观点都有缺点：

观点1的 缺点：

1 线性计算之前文章介绍过，是先计算后组合，未考虑恒荷载（板顶的回填土）的有利作用，造成配筋增大。

2 线性计算是按到楼盖假定，墙 柱 都默认是固定支座，若墙 柱 位置存在局部抗浮不满足的情况，计算结果发现不了。

目前 盈 建科 V5.3 能实现功能。 基本抗浮组合默认为“自动 ”，程序先判断平衡条件能否满足，如不满足，自动按线性计算。

观点2的缺点：

之前文章介绍过，采用非线性计算，基础弯矩也随着上部荷载的增大而增大，因此人为在上部结构增加压重计算基础，也会造成计算结果偏大。

解决方法

正对墙或 柱下设置抗拔锚杆。锚杆不能设置于柱或墙范围之外，若设置于柱或墙之外，则锚杆也作为基础底板的弹性支座，计算误差加大。

设置锚杆的优点：

1 锚杆只有抗拔刚度，没有抗压刚度，在上部荷载作用下，与实际模型是一样的。

2 柱底部设置相同抗拔刚度的锚杆，在水浮力作用下，柱与柱之间的相对变形相同，能模拟柱轴力不同，位移不同的情况。例如未设置锚杆前a点相对于b点及c点的位移分别为1mm及2mm，设置锚杆后 a 点 相对于 b 点 及 c点的位移还分别为 1 mm及2 mm。

计算分析

定义锚杆抗拔承载力，柱底布置锚杆。

锚杆定义抗拔力，要保证上部恒荷载+抗拔力大于1.35浮，   锚杆受到的上拔力与位移才能线性变化。     若定义抗拔力较小，例如150KN，软件限制锚杆受到的最大上拔力   为定义抗拔力的4倍即600KN，锚杆实际受到的上拔力大于600KN，则锚杆力受到的上拔力与位移非线性变化，计算结果失真。

计算后先查看三维位移。

锚杆抗拔刚度不同，对计算结果进行分析：  

抗拔刚度KN/m	50000	100000	150000	200000	300000
上拔力(KN)	-680.5	-674	-67           2	-67           1	-672
位移（mm）	-13.6	-6.74	-4.48	-3.35	-2.24
柱底弯矩(KN.m/m)	570	572	572	573	573
跨中弯矩 (KN.m/m )	-87	-86	-86	-86	-86

从表格看，锚杆抗拔刚度只影响位移，基础弯矩及锚杆上拔力没有变化。也验证了优点2中的结论： 柱 与柱 之间的相对变形相同，能模拟柱 轴力 不同，位移变形 不同的情况。

对采用线性计算与柱底设置锚杆计算的结果进行对比。

线性计算结果

柱底 设置 锚杆计算结果

线性计算结果远大于柱底设置锚杆的计算结果。

结论

当1.0恒＜1.35浮时，基础整体上浮，柱底（荷载大）上浮位移小，跨中上浮位移大，柱底与跨中有相对变形，因而基础产生弯矩。在柱底位置施加向下的拉力（锚杆），基础整体上浮位移减小，但柱底与跨中的相对位移不变，因而弯矩也不变。

在相同上部荷载，相同水浮力作用下，设置锚杆前后的弯矩没有变化，即设置锚杆并没有改变原先基础的受力。

以上观点仅为个人观点，欢 迎参考交流。

来源：结构随手笔记 

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