公告声明:
本文被收录在结构原创板块【结构学术课堂探讨】专栏。作者:bourne55
关于本文的内容,首先要交代几点:
一是我本身也是菜鸟一只,之前并没有系统研究过JCCAD,因此想在这里寻找权威的同学们要失望了,本文所能提供的仅仅只供参考,更多的需要大家的指点和勘误;
二是由于工作较忙,不能像直播帖一样持续不断的进行下去,因此如果时间跨度比较长请大家不要责怪。若有爱心的同学,可以在跟帖中将自己的心得帖出来供大家学习。
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菜单一:【地质资料输入】
首先要明确工程的基础形式,需不需要进行地质资料的输入。JCCAD用户手册将基础区分为两类,一类为无桩基础(包括天然地基或复合地基)。当不需要计算沉降变形时,可不输入地质资料;若需要进行沉降计算则必须输入,但只需输入土参数中的压缩模量、重度、土层厚度三项;另一类为有桩基础(包括桩承台或桩伐基础)。在进行单桩刚度和沉降计算时需要输入地质资料。此处土参数(除粘聚力)均需要详细输入。——刘民易《JCCAD基础设计禁忌》
PS:关于不需要进行地基变形计算的建筑物范围,见《建筑地基基础设计规范》3.0.2条。
菜单三:【基础梁板弹性地基梁元法计算】
PS:有个“弹性地基梁元法”的通俗解释,就是将基础按其梁肋(带肋筏板)、墙体(墙下筏板)、或柱下板带(柱下平板)离散化为T形或矩形截面的交叉梁系,然后按弹性地基梁方法求解梁内力,接着按《结构静力计算手册》中的查表法计算支撑在梁下或墙下的连续板,正如我们计算楼盖体系是一样的。
梁元法所对应的就是板元法。弹性地基梁元法计算出的梁配筋偏大,但能给计算裂缝;桩筏筏板有限元计算出的梁配筋偏小,不能给计算裂缝。
子菜单1:【基础沉降计算】
本菜单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。桩伐基础和无板带的平板基础则不采用此菜单,在【桩伐、筏板有限元计算】菜单中讨论。
Ps1:基础沉降计算区分为刚性沉降计算和柔性沉降计算。刚性计算适用于基础和上部结构刚度较大的筏板基础;柔性计算适用于独基、条基、梁式基础、刚度较小或刚度不均匀的筏板等。
Ps2:区格的设定,一般区格短向不少于5个,长向不少于7个;或长、宽约为2m~3m,总数不超过1000个。设置时尽量使区格与筏板边界对齐,一般区格的大小要反复调整几次才能达到理想状态。——《JCCAD用户手册》P101
“沉降计算地基模型系数”:关于地基模型,是描述土体在外荷载作用下得反应的一种数学表达,合理选择模型直接影响地基反力和基础的沉降,且影响基础结构和上部结构的内力分布和变形。地基模型系数Kij,定义为第j块区格的单位压力对第i块区格中的点产生的应变的折减系数。简单说,K是一个折减系数,当i=j时,即同一区格下,K=1;当i≠j时,K取0~0.4。当K取0时,就成为文克勒地基模型,即忽略了地基中的剪应力;当K取1时,就接近弹性半无限体模型,基础边缘反力过大。一般软土取小值,硬土取大值。
关于文科勒模型及广义文科勒模型,坛子里另一位同学总结的非常全面:http://bbs.co188.com/content/170_3316605_1.html。
“沉降计算经验系数”:该值初始值为0,程序自动按《地基规范》给出的沉降计算经验系数进行沉降修正;
“地基土承载力特征值”:未修正的承载力特征值;
“基底至天然地面的平均土容重”:此项用于计算基底以上的土容重,计算沉降时,保守考虑可不计算浮重部分的土,取18~20KN/m3;
“地下水深度(距室外天然地坪)”:此项用于计算基底水浮力,计算沉降时,保守考虑可将地下水深度取在基底以下位置;
“沉降计算压缩层深度(包括埋深)”:对于筏板基础,程序自动按规范公式给出初始值;对于梁式基础、独立基础和墙下条形基础,程序可自动计算此值,选择“...深度自动确定”,此处填写的深度值不起作用;
“回弹模量/压缩模量(加权平均)”:此项根据《地基规范》5.3.9计算。规范给出了计算公式,条文解释中也给出了算例,此计算公式的合理性仍处于质疑当中。该参数取0时,不考虑回弹影响或回弹再压缩影响;
“考虑回弹影响的沉降计算经验系数”:当不考虑回弹影响时,该值取1;
“按复合地基进行沉降计算”:按工程情况选取;
“生成广义文科勒假定的基床......”:见“沉降计算地基模型系数”中文科勒假定的定义。选择此项后,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。变化幅度跟各点反力与沉降的比值有关。采用广义文科勒假定的条件:1、要有地质资料
的详细数据;2、刚性底板假定;
“用于弹性地基梁内力计算的基床反力系数”:查表可得,JCCAD用户手册附录C (P279)
子菜单2:【弹性地基梁结构计算】
【计算参数】
【弹性地基梁计算参数修改】
“混凝土强度及钢筋等级”:根据各工程情况;
“梁翼缘与底板最小配筋率按0.15%取值”:如不选取,则自动按《混凝土规范》8.5.1规定为0.2和45ft/fy中的较大值;如选取,则按《混凝土规范》8.5.2规定适当降低为0.15%;
“弹性地基基床反力系数”:取附录值;
“抗弯按双筋计算考虑受压区配筋百分率”:初始值为0.15%,保守计算可填0.2%;
“梁计算考虑抗扭刚度”:默认为考虑;若不考虑,则梁内力没有扭矩,但另一方向的梁的弯矩会增加;
“弯矩配筋计算考虑柱子宽度而折减”、“剪力配筋计算考虑柱子宽度而折减”:在弹性地基梁元法配筋计算时,程序考虑了支座(柱)宽度的影响,实际配筋用的内力为距柱边B/3处得计算内力(B为柱宽),同时规定折减的弯矩不大于最大弯矩的30%。若选择此项,则相应的配筋值是用折减后的内力值计算出来的;
“梁式基础梁肋向上(否则向下)”:按工程实际选择,一般在肋板式基础中,大部分基础都是使梁肋朝上,这样便于施工,梁肋之间回填或盖板处理;
“选择考虑水浮力和进行抗浮验算”:选择此项将在梁上加载水浮力线荷载(反向线荷载),一般来说这个线荷载对梁内力计算结果没有影响,因为水浮力与土反力加载一起与没有水浮力的土反力完全一样。抗漂浮验算是验算水浮力在局部(如群房)是否超过建筑自重时的情况。当梁底反力为负,且超过基础自重与覆土等板面恒荷之和时,即意味该处底板抗漂浮验算有问题,应采取抗漂浮措施,如底板加覆土等加大基础自重方法,或采用其他有效措施;
“梁计算时考虑柱刚度”:勾选此项时,程序会假定柱子在0.7H处反弯,考虑柱刚度可使地基梁转角减小一些。一般选择“按普通弹性地基梁计算”模式时,可选此项;当考虑了上部结构刚度时,一般无需再考虑柱子刚度影响(“按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁计算”时除外,具体可参见jccad用户手册P111);
“后浇带影响计算系数(0~1)”:暂无资料
“柱下平板冲切计算模式”: 暂无资料
“请选择是否进行节点下底面积重复利用修正”:由于在纵横梁交叉节点处下的一块底面积被两个方向上的梁使用了两次,因此存在着底面积重复利用的问题。对节点下底面积重复利用进行修正,一般来说会增加梁的弯矩,特别是梁翼缘宽度较大时,修正后弯矩和钢筋将会增加。软件在一般情况下隐含值为不修正,对梁元法计算的柱下平板式基础隐含值是修正。建议按软件隐含值考虑;
系统在弹性地基梁计算中给出了五种模式:
⑴ 按普通弹性地基梁计算:这种计算方法不考虑上部刚度的影响,绝大多数工程都可以采用此种方法,只有当该方法时计算截面不够且不宜扩大再考虑其他模式;
⑵ 按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁计算:该方法实际上是要求设计人员人为规定上部结构刚度是地基梁刚度的几倍。该值的大小直接关系到基础发生整体弯曲的程度。上部结构刚度相对地基梁刚度的倍数通过输入参数系统自动计算得出;
只有当上部结构刚度较大、荷载分布不均匀,并且用模式1算不下来时方可采用,一般情况可不用选它;
⑶按上部结构为刚性的弹性地基梁计算:模式3与模式2的计算原理实际上最一样的,只不过模式3自动取上部结构刚度为地基梁刚度的200倍。采用这种模式计算出来的基础几乎没有整体弯矩,只有局部弯矩。其计算结果类似传统的倒楼盖法。
该模式主要用于上部结构刚度很大的结构,比如高层框支转换结构、纯剪力墙结构等;
⑷按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基架计算:从理论上讲,这种方法最理想,因为它考虑的上部结构的刚度最真实,但这也只对纯框架结构而言。对于带剪力墙的结构,由于剪力墙的刚度凝聚有时会明显地出现异常,尤其是采用薄壁柱理论的TAT软件,其刚度只能凝聚到离形心最近的节点上,因此传到基础的刚度就更有可能异常。所以此种计算模式不适用带剪力墙的结构。
另外,设计人员在采用《JCCAD用户手册及技术条件》附录C中推荐的基床反力系数K时,该值已经包含上部刚度了,所以没有必要再考虑一次;
⑸按普通梁单元刚度的倒楼盖方式计算:模式5是传统的倒楼盖模型,地基梁的内力计算考虑了剪切变形。该计算结果明显不同与上述四种计算模式,因此一般没有特殊需要不推荐使用。
子菜单3:【弹性地基板内力配筋计算】
“底板内力计算采用何种反力选择”:弹性地基反力与各个节点的上部荷载大小有关,其最大反力峰值明显大于平均反力,一般来说上部荷载不均匀,如高层与群房共存时,应采用第一种反力计算,否则高层部分反力偏低,群房部分反力偏高。平均反力适用于荷载均匀,基础刚度大的情况,起最大配筋值较小些,配筋量较均匀;
“底板采用砼规范容许的0.15%最小配筋率”:若不选择,则默认按0.2%的最小配筋率计算;
“各房间底板采用弹性或塑形计算方法选择”:第一种弹性理论计算方法,特点是可以计算任意形状的周边支撑板,配筋偏于安全;第二种塑形理论计算,仅能用于矩形房间,对非矩形房间仍采用弹性法计算,配筋量较弹性法小20%~30%左右;
“筏板边界板嵌固型式”:若选择“自动确定板边界嵌固型式”时,当墙下筏板为边界且挑出宽度小于600mm,支座为铰接处理,否则一律按嵌固处理;
“柱下平板配筋模式选择”:a.“分别配筋,全部连通”,适用于梁元法、板元法计算模型,但要求正确设置柱下板带位置,即暗梁位置;b.“均匀配筋,全部连通”,适用于跨度小或厚板情况,该方法对桩筏筏板有限元计算模型无效;c.“部分连通,柱下不足部分加配短筋”,在通长筋区域内取柱下板带最大配筋量50%和跨中板带最大配筋量得大者作为该通常区域的连通钢筋,对于柱下不足处短筋补足。此方法钢筋用量小,施工方便。
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混凝土结构
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