基礎(chǔ)計算與設(shè)計

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第七章 基礎(chǔ)計算與設(shè)計
   錄入系統(tǒng)建模完成后，選擇【生成計算數(shù)據(jù)】菜單，彈出對話框，選擇【生成基礎(chǔ)CAD數(shù)據(jù)】，當(dāng)進(jìn)入【基礎(chǔ)CAD】后才能顯示平面圖形。進(jìn)入【基礎(chǔ)CAD】后，選擇【讀取墻柱底力】菜單，彈出對話框，選擇讀取GSSAP計算的上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的墻柱底內(nèi)力。
 
圖7—1  基礎(chǔ)平面圖窗口

廣廈基礎(chǔ)CAD能處理如下擴(kuò)展基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、彈性地基梁以及樁筏、筏板基礎(chǔ)。
 
擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計
擴(kuò)展基礎(chǔ)可以設(shè)計單、多柱擴(kuò)展基礎(chǔ)、墻下擴(kuò)展基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ)、墻柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)和聯(lián)合擴(kuò)展基礎(chǔ)成臺上的梁。
擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計流程：
1、【讀取墻柱底力】；
2、填寫擴(kuò)展基礎(chǔ)【總體信息】；
3、【基礎(chǔ)設(shè)計】選擇擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計：確定基礎(chǔ)形式——單柱階式、單柱錐式、多柱階式、多柱錐式或墻下條基，彈出基礎(chǔ)參數(shù)對話框，填寫對話框參數(shù)；
4、布置擴(kuò)展基礎(chǔ)；
5、查看文本計算結(jié)果。
7.1.1 擴(kuò)展基礎(chǔ)總體信息
首先點按屏幕上方的【總體信息】彈出對話框，進(jìn)入【擴(kuò)展基礎(chǔ)總體信息】
 
圖7—2  擴(kuò)展基礎(chǔ)總體信息
【地基承載力特征值】輸入修正前的承載力，可進(jìn)行寬度和深度修正；若輸入修正后的承載力，則寬度和深度修正系數(shù)值填為零。
【基底以下土的重度】用于承載力修正公式，地下水位以下取浮重度。
【基底以上土的加權(quán)平均重度】用于承載力修正公式，地下水位以下取浮重度。
【基礎(chǔ)寬度和深度地基承載力修正系數(shù)ηb和ηd】
                    地基承載力修正系數(shù)表                  表7—1
土的類別 ηb ηd
淤泥和淤泥質(zhì)土 0 1.0
人工填土      e或IL大于等于0.85的粘性土 0 1.0
紅粘土 含水比αw>0.8
含水比αw≤0.8 0
0.15 1.2
1.4
大面積
壓實填土 壓實系數(shù)大于0.95,粘粒含量ρc≥10%的粉土
最大干密度大于2.1t/m3的級配砂石 0
0 1.5
2.0
粉土 粘粒含量ρc≥10%的粉土
粘粒含量ρc<10%的粉土 0.3
0.5 1.5
2.0
e及IL均小于0.85的粘性土
粉砂、細(xì)砂(不包括很濕與飽和時的稍密狀態(tài))
中砂、粗砂、礫砂和碎石土 0.3
2.0
3.0 1.6
3.0
4.4
注：1  強風(fēng)化和全風(fēng)化的巖石，可參照所風(fēng)化成的相應(yīng)土類取值；其他狀態(tài)下的巖石不修正；
2  地基承載力特征值按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》附錄D深層平板載荷試驗確定時ηd取0。
【基礎(chǔ)的混凝土強度等級】取值范圍C15到C80，可采用非標(biāo)準(zhǔn)混凝土，如C18，強度自動按插值計算。規(guī)范規(guī)定混凝土不應(yīng)低于C20。
【基礎(chǔ)的鋼筋強度級別】1為I級鋼，強度設(shè)計值210N/mm2，2為II級鋼，強度設(shè)計值300N/mm2，3為III級鋼，強度設(shè)計值360N/mm2。
【基礎(chǔ)鋼筋保護(hù)層厚度】基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm；當(dāng)無墊層時不應(yīng)小于70mm。
【墊層的混凝土強度等級】生成擴(kuò)展基礎(chǔ)平面DWG文件時，用于填寫平面圖說明。
【墊層的厚度(mm)】生成擴(kuò)展基礎(chǔ)平面DWG文件時，用于填寫平面圖說明。
【內(nèi)外地臺高差(mm)】生成擴(kuò)展基礎(chǔ)平面DWG文件時，用于填寫平面圖說明。

7.1.2 擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計
點按屏幕上方的【基礎(chǔ)設(shè)計】菜單，彈出對話框，進(jìn)入【擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計】。屏幕右邊出現(xiàn)擴(kuò)展基礎(chǔ)布置的菜單按鍵，選擇后出現(xiàn)擴(kuò)展基礎(chǔ)參數(shù)：
 
圖7—3  擴(kuò)展基礎(chǔ)參數(shù)
【承載力修正用的基底埋深(mm)】 基礎(chǔ)埋置深度一般自室外地面標(biāo)高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起；當(dāng)采用獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時，應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。
【地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)】采用地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，地基土抗震承載力應(yīng)取地基承載力特征值乘以地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)計算。
                          抗震承載力調(diào)整系數(shù)表                       表7—2                                                             
巖土名稱和性狀 ξa
巖石，緊密的碎石土，密實的礪、粗、中砂，fak≥300的粘性土和粉土 1.5
中密、稍密的碎石土，中密和稍密的礪、粗、中砂，密實和中密的細(xì)、粉砂，150≤fak＜300的粘性土和粉土，堅硬黃土 1.3
稍密的細(xì)、粉砂，100≤fak＜150的粘性土和粉土，可塑黃土 1.1
淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的砂，雜填土，新近堆積黃土及流塑黃土 1.0
【基礎(chǔ)上土的厚度】承載力計算時用于求土產(chǎn)生的壓力。
【基礎(chǔ)高度最小值(mm)】迭代求基礎(chǔ)高度時的初始基礎(chǔ)高度。程序?qū)γ恳唤M墻柱荷載效應(yīng)基本組合求節(jié)點應(yīng)力。在擴(kuò)展基礎(chǔ)的4邊找最近的墻柱對承臺進(jìn)行沖切和剪切驗算。一邊不滿足驗算要求則按0.1m增加高度，從承載力驗算起始位置重新開始迭代，最后求得擴(kuò)展基礎(chǔ)的總高度。規(guī)范構(gòu)造要求錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不易小于200mm；階梯形基礎(chǔ)的每階高度宜為300—500mm。
【鋼筋直徑最小值(mm)】按規(guī)范構(gòu)造要求擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋的最小值經(jīng)不宜小于10 mm。
【鋼筋間距最大值(mm)】按規(guī)范構(gòu)造要求擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋間距不宜大于200 mm，也不宜小于100 mm。
【基礎(chǔ)長度A最小值(mm)】【基礎(chǔ)寬度B最小值(mm)】迭代求基礎(chǔ)長度時的初始基礎(chǔ)長度。根據(jù)作用面積和基床反力系數(shù)形成彈簧，對每一組墻柱荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，求最大和最小應(yīng)力，不滿足承載力要求時，按0.1m增加承臺長寬，迭代求解以滿足所有荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下的承載力要求。
【基礎(chǔ)面標(biāo)高（mm）】用于平面圖上標(biāo)注基礎(chǔ)面標(biāo)高。
【A長向、B短向最小配筋率%】控制實際截面的最小配筋率（扣除臺階以外的面積）。
【多柱和墻下基礎(chǔ)與水平夾角】單柱基礎(chǔ)的角度自動按柱角度。
【改柱底力】修改所選墻柱在單工況下的內(nèi)力,并自動修改相關(guān)的基本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合內(nèi)力。
 
圖7—4  改墻（肢）柱底力

柱、墻肢彎矩和剪力正向根據(jù)柱的局部坐標(biāo)方向確定，墻內(nèi)點I到J為局部坐標(biāo)的Y方向，選“錄入柱號”時可顯示墻內(nèi)點號。
柱底力修改后程序自動重新進(jìn)行本墻柱的內(nèi)力組合。
【驗算基礎(chǔ)】修改、移動或旋轉(zhuǎn)基礎(chǔ)后，驗算被選中的擴(kuò)展基礎(chǔ)，并顯示當(dāng)前驗算結(jié)果。
【顯柱底力】彈出對話框，選擇顯示墻柱在內(nèi)力組合前后和計算基礎(chǔ)的內(nèi)力。
 
圖7—5  顯示柱底內(nèi)力

選擇“清除顯示”按鈕取消當(dāng)前顯示的墻內(nèi)力。
基本組合和標(biāo)準(zhǔn)組合墻柱內(nèi)力包含地震時，軸力后有“震”字。
7.1.3 擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計計算書
對每個擴(kuò)展基礎(chǔ)進(jìn)行承載力、沖切、剪切驗算，以及當(dāng)上部結(jié)構(gòu)墻柱混凝土強度等級大于基礎(chǔ)混凝土強度等級時的局部受壓驗算，同時輸出計算過程，便于人工驗算，文本結(jié)果中的墻柱號對應(yīng)錄入系統(tǒng)中的墻柱號。
輸出擴(kuò)展基礎(chǔ)總體信息。

7.1 樁基礎(chǔ)設(shè)計

樁基礎(chǔ)可以設(shè)計單柱樁基礎(chǔ)、多柱樁基礎(chǔ)、墻下樁基礎(chǔ)及墻柱下樁基礎(chǔ)。
樁基礎(chǔ)設(shè)計流程：
1、【讀取墻柱底力】；
2、填寫樁基礎(chǔ)【總體信息】；
3、【基礎(chǔ)設(shè)計】選擇樁基礎(chǔ)設(shè)計，確定基礎(chǔ)形式——單柱樁基礎(chǔ)、多柱樁基礎(chǔ)、墻下樁基礎(chǔ)、墻柱下樁基礎(chǔ)；
4、布置樁基礎(chǔ)；
5、查看文本計算結(jié)果。
6、樁基礎(chǔ)施工圖、承臺施工圖。
進(jìn)入【基礎(chǔ)CAD】后，選擇【讀取墻柱底力】菜單，彈出對話框，選擇讀取GSSAP或SSW計算的上部結(jié)構(gòu)墻柱底內(nèi)力。選擇【總體信息】菜單，彈出對話框，選擇【樁基礎(chǔ)總體信息】菜單。
7.2.1 樁基礎(chǔ)總體信息
 
圖7—6  樁基礎(chǔ)總體信息
【基礎(chǔ)上土的重度(kN/m3)】用于計算土的自重。
【承臺的混凝土強度等級】C15到C80，可采用非標(biāo)準(zhǔn)混凝土，如C18，強度自動按插值計算。 承臺混凝土等級不宜小于C15，采用II級鋼筋時，混凝土等級不宜小于C20。
【承臺的主鋼筋強度級別】1為I級鋼，強度設(shè)計值為210N/mm2，2為II級鋼，強度設(shè)計值為300N/mm2，3為III級鋼，強度設(shè)計值為360N/mm2，
【承臺的鋼筋保護(hù)層厚度】基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm；當(dāng)無墊層時不應(yīng)小于70mm。
【1號鋼筋最小配筋率】、【2號鋼筋的最小配筋率】控制兩方向全截面的最小配筋率。
【樁端阻力比】和【沉降經(jīng)驗系數(shù)】用于樁基礎(chǔ)的沉降計算。
【樁形式】用于基礎(chǔ)平面圖的說明，與樁基礎(chǔ)計算無關(guān)。
【考慮承臺重量】缺省為不考慮承臺重量，樁基礎(chǔ)計算時未考慮土對承臺的作用，兩因素互相抵消，所以可以選擇不考慮承臺重量。

7.2.2 樁基礎(chǔ)設(shè)計
點按屏幕上方的【基礎(chǔ)設(shè)計】菜單，彈出對話框，進(jìn)入【樁基礎(chǔ)設(shè)計】。屏幕右邊出現(xiàn)樁基礎(chǔ)布置的菜單按鍵，選擇后出現(xiàn)樁基礎(chǔ)參數(shù)：
 
圖7—7  樁基礎(chǔ)參數(shù)
【樁徑（mm）】圓樁為樁直徑，方樁為樁邊長。
【X和Y向樁中心距 （填寫裝徑的倍數(shù)）】樁的最小中心距應(yīng)符合表7—3的規(guī)定。
                             樁的最小中心距                            表7—3                                                                  
土類與成樁工藝 排數(shù)不少于3排且樁數(shù)
不少于9根的摩擦型樁基 其他情況
非擠土和部分?jǐn)D土灌注樁 3.0d 2.5d
擠土
灌注樁 穿越非飽和土 3.5d 3.0d
 穿越飽和土 4.0d 3.5d
擠土預(yù)制樁 3.5d 3.0d
打入式敞口管樁和型鋼樁 3.5d 3.0d
注：d ——圓樁直徑或方樁邊長
擴(kuò)底灌注樁除應(yīng)符合表7—3要求外，尚應(yīng)滿足表7—4的規(guī)定。
                           擴(kuò)底灌注樁最小中心距                        表7—4                                                      
成樁方法 最小中心距
鉆、挖孔灌注樁 1.5D或D+1m（當(dāng)D＞2m 時）
沉管夯擴(kuò)灌注樁 2.0D
注：D——擴(kuò)大端設(shè)計直徑
【單樁豎向抗壓承載力特征值】采用地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，地基抗震承載力應(yīng)取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)計算。即fAe=ζafa
ζa——地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)按表7—2取值。
【單樁豎向抗拉承載力特征值】采用地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，地基抗震承載力應(yīng)取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)計算。
【單樁抗震承載力調(diào)整系數(shù)】單樁抗震承載力調(diào)整系數(shù)缺省取1.25。
【承臺厚度最小值】迭代求基礎(chǔ)高度時的初始基礎(chǔ)高度，包括樁伸入承臺的100mm。
【承臺上土的厚度】承載力計算時用于求土產(chǎn)生的壓力。
【承臺面標(biāo)高】用于平面圖上標(biāo)注基礎(chǔ)面標(biāo)高。
【樁長度】指承臺底面到樁端的長度，用于平面圖上標(biāo)注樁長度。
【基礎(chǔ)與水平夾角】樁基礎(chǔ)與水平夾角，逆時針為正, 對話框中顯示了9樁以下承臺角度為零度時的承臺形式。
【1號鋼筋直徑最小值(mm) 】、【2號鋼筋直徑最小值(mm) 】矩形承臺鋼筋直徑不宜小于10 mm。
【1號鋼筋鋼筋間距最大值(mm)】、【2號鋼筋鋼筋間距最大值(mm)】承臺鋼筋間距應(yīng)100—200 mm。
【初始承臺形式】確定初始承臺樁數(shù)，迭代時在此基礎(chǔ)上增加樁數(shù)。若改變承臺，選九樁以上時，還須設(shè)定總樁數(shù)和列數(shù)。九樁以上承臺形式有兩種XY向排列方法:矩陣形和交錯形。
矩陣形：                交錯形：
       
圖7—8  第一標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖
把承臺上墻柱的荷載中心作為承臺幾何中心后，按如下方法迭代求樁數(shù)、承臺厚度和內(nèi)力，并自動生成樁基礎(chǔ)平面圖和承臺剖面圖。
樁數(shù)的計算：給定基礎(chǔ)初始高度，單柱下樁基礎(chǔ)的單樁軸力采用《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002（8.5.3-2）公式計算，其它類型樁基礎(chǔ)的單樁軸力采用通用有限元的方法來計算，劃分承臺有限單元網(wǎng)格，樁采用柱單元，對每一組墻柱荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，求樁的反力。如果單樁不滿足承載要求，增加樁數(shù),調(diào)整承臺尺寸，迭代求解以滿足所有荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下的承載力要求。
承臺總高度的計算：對每一組墻柱荷載效應(yīng)基本組合，求節(jié)點應(yīng)力。分別進(jìn)行墻柱和樁對承臺的沖切和剪切驗算。如果不滿足驗算要求，按0.1m增加承臺高度，從承載力驗算起始位置重新開始迭代，最后求得承臺總高度。
承臺彎矩和配筋計算：分別求承臺兩方向截面彎矩和配筋，顯示最大值，以彎矩最大值布筋。
【自動歸并】樁數(shù)和承臺相同的基礎(chǔ)自動歸并，鋼筋自動取大值。
【強行歸并】把被選中的樁基礎(chǔ)按樁數(shù)相同歸并到一起，鋼筋取大值。
【刪除基礎(chǔ)】刪除基礎(chǔ)，并自動刪除擴(kuò)展基礎(chǔ)表和樁剖面大樣表中內(nèi)容。
【修改基礎(chǔ)】單選承臺，彈出如下對話框修改。
 
圖7—9  修改樁基礎(chǔ)

 
圖7—10  改墻肢柱底力
最后一種承臺形式有兩種XY向排列方法:矩陣形和交錯形，如圖7—7所示。
【改柱底力】單選墻肢或柱，彈出如下對話框，修改墻柱單工況內(nèi)力和選擇工況，程序自動修改相關(guān)的基本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合內(nèi)力。
柱彎矩和剪力正向根據(jù)柱的局部坐標(biāo)方向確定，墻肢彎矩和剪力正向根據(jù)墻肢的局部坐標(biāo)方向確定，墻內(nèi)點I到J為局部坐標(biāo)的Y方向。選“錄入柱號”時可顯示墻內(nèi)點號。
修改后自動重新進(jìn)行本墻柱的內(nèi)力組合。
【移動基礎(chǔ)】輸入X向和Y向移動距離(mm)，選擇要移動的承臺。注意：這時程序沒有自動重新計算基礎(chǔ)，需驗算移動后的基礎(chǔ)選擇【驗算基礎(chǔ)】。
【旋轉(zhuǎn)基礎(chǔ)】輸入逆時針旋轉(zhuǎn)角度(度) ，選擇要旋轉(zhuǎn)的承臺。注意：這時程序沒有自動重新計算基礎(chǔ)，需驗算旋轉(zhuǎn)后的基礎(chǔ)選擇【驗算基礎(chǔ)】。
【驗算基礎(chǔ)】單選修改、移動或旋轉(zhuǎn)后的基礎(chǔ)進(jìn)行驗算,，并顯示當(dāng)前驗算結(jié)果。
【顯柱底力】彈出對話框，顯示墻柱在內(nèi)力組合前后和計算基礎(chǔ)的內(nèi)力，見圖7—5。
【錄入柱號】顯示錄入系統(tǒng)中的墻柱號，此墻柱號對應(yīng)文本結(jié)果中的墻柱號。C12為12號柱，W15為15號墻，可點按屏幕左邊工具欄中“尋找構(gòu)件”按鈕，根據(jù)編號定位墻柱的位置。
【文本結(jié)果】對每個樁基礎(chǔ)進(jìn)行承載力、沖切、剪切驗算，以及當(dāng)上部結(jié)構(gòu)墻柱混凝土強度等級大于基礎(chǔ)混凝土強度等級時的局部受壓驗算，同時輸出計算過程，便于人工驗算，文本結(jié)果中的墻柱號對應(yīng)錄入系統(tǒng)中的墻柱號。
 樁基礎(chǔ)承臺上的梁
樁基礎(chǔ)承臺上可以布置地梁，所布置的梁和承臺一起采用通用有限元方法來計算內(nèi)力。
設(shè)計步驟是：
1、選擇“總體信息彈性地基梁總體信息”菜單，彈出對話框輸入梁混凝土強度等級、梁縱筋級別、梁箍筋級別和鋼筋保護(hù)層厚度。
2、點按“基礎(chǔ)設(shè)計─彈性地基梁布置和計算─兩點地梁”，彈出對話框選擇矩形梁，輸入梁肋寬和梁高。
3、點按“基礎(chǔ)設(shè)計─樁基礎(chǔ)設(shè)計─多柱樁基”，布置帶梁的樁基礎(chǔ),并自動填寫樁承臺大樣表。
4、點按“基礎(chǔ)設(shè)計─彈性地基梁布置和計算─顯梁配筋”， 第一行顯示梁的左中右截面的面筋(cm2)，第二行顯示左中右截面的底筋(cm2)和端部箍筋(cm2/0.1m)。
5、點按“基礎(chǔ)設(shè)計─彈性地基梁布置和計算─顯梁內(nèi)力”， 第一行顯示梁左中右截面最小彎矩(kN.m)，第二行顯示梁左中右截面最大彎矩(kN.m)，第三行顯示梁左端剪力/T最大扭矩(kN.m)/右端剪力(kN)。
6、點按“基礎(chǔ)設(shè)計─彈性地基梁施工圖繪制─生成梁圖”，自動生成梁的平面圖。
 復(fù)雜樁基礎(chǔ)承臺
對于簡單的單柱樁基礎(chǔ)形式，可以直接選擇菜單“窗口─樁承臺大樣表”，顯示樁承臺配筋及大樣表，再選擇菜單“工程─生成當(dāng)前窗口內(nèi)容的DWG”，把樁承臺大樣表生成DWG文件。
 對于墻下、墻柱下、多柱下等復(fù)雜的樁基礎(chǔ)，承臺按筏板計算，設(shè)計步驟：
1、進(jìn)入“基礎(chǔ)設(shè)計─樁筏和筏板基礎(chǔ)布置和計算”菜單，點按【計算筏板】，選擇需要按筏板計算的承臺，重新計算。
2、點按【計算簡圖】按鈕，顯示筏板所有的計算結(jié)果，包括筏板面筋。
3、進(jìn)入“基礎(chǔ)設(shè)計─筏板基礎(chǔ)施工圖繪制”菜單，根據(jù)筏板【計算簡圖】板節(jié)點配筋面積繪制這些承臺的配筋。
在當(dāng)前窗口顯示基礎(chǔ)平面圖時，選擇菜單“工程─生成當(dāng)前窗口內(nèi)容的DWG”， 把基礎(chǔ)平面圖生成DWG文件，文件路徑同當(dāng)前工程路徑。
7.2.3 樁基礎(chǔ)設(shè)計計算書
對每個樁基礎(chǔ)進(jìn)行承載力、沖切、剪切驗算，以及當(dāng)上部結(jié)構(gòu)墻柱混凝土強度等級大于基礎(chǔ)混凝土強度等級時的局部受壓驗算，同時輸出計算過程，便于人工驗算，文本結(jié)果中的墻柱號對應(yīng)錄入系統(tǒng)中的墻柱號。
輸出樁基礎(chǔ)總體信息。

7.2 彈性地基梁設(shè)計
1、適用于彈性地基梁結(jié)構(gòu)，梁的截面形式可為矩形、^形和T形；
2、利用文克爾假定導(dǎo)出彈性地基梁的單元剛度矩陣，用矩陣位移法計算彈性地基梁在上部單工況荷載作用下的位移和內(nèi)力，內(nèi)力組合后計算截面配筋；
3、可選擇按圖形方式或文本方式輸出計算結(jié)果，自動生成平法表示的梁施工圖；
彈性地基梁可以設(shè)計柱下彈性地基梁、墻下彈性地基梁。
彈性地基梁設(shè)計流程：
1、進(jìn)入“彈性地基梁布置和計算：
2、【讀取墻柱底力】；
3、填寫彈性地基梁【總體信息】；
4、選擇布置基礎(chǔ)梁，彈出“彈性地基梁參數(shù)”對話框，填寫對話框參數(shù)；
5、布置彈性地基梁；
5、布置梁上荷載；
6、計算彈性地基梁；
7、查看文本計算結(jié)果；
8、進(jìn)入“彈性地基梁施工圖繪制”生成彈性地基梁施工圖。
7.3.1 彈性地基梁總體信息
 
圖7—11  彈性地基梁總體信息
【地基承載力特征值】輸入修正前的承載力，可進(jìn)行寬度和深度的修正。若輸入修正后的承載力，則寬度和深度的修正系數(shù)值填為零。目前版本彈性地基梁未作寬度修正。
【承載力修正用的基底埋深(mm)】基礎(chǔ)埋置深度，一般自室外地面標(biāo)高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起；當(dāng)采用獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時，應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。
【地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)】采用地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，地基土抗震承載力應(yīng)取地基承載力特征值乘以地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)計算?？拐鸪休d力調(diào)整系數(shù)見表6
【基底以下土的重度】用于承載力修正公式，地下水位以下取浮重度。
【基底以上土的加權(quán)平均重度】用于承載力修正公式，地下水位以下取浮重度。
【基礎(chǔ)寬度和深度地基承載力修正系數(shù)ηb和ηd】見表6—目前版本彈性地基梁未作寬度修正。
【翼緣上土的重度】用于計算土的自重。
【翼緣上土的厚度】用于計算土的自重。
【基床反力系數(shù)】見表2—7。
【地梁重疊修正系數(shù)的折減系數(shù)】在“彈性地基梁總體信息”中地梁重疊的修正系數(shù)的折減系數(shù)設(shè)為0時不修正重疊，＞0時修正。
由于在縱橫梁交叉點下的一塊底面積被兩個方向上的梁使用兩次，使這部分底面積重復(fù)利用。而基礎(chǔ)計算時一些有利因素已考慮，故對修正系數(shù)可適當(dāng)折減，這里缺省折減系數(shù)為0.5。
【梁的混凝土強度等級】C15到C80，可采用非標(biāo)準(zhǔn)混凝土，如C18，強度自動按插值計算。
【梁的縱筋強度級別】2為II級鋼，強度設(shè)計值為300N/mm2，3為III級鋼，強度設(shè)計值為360N/mm2。
【梁的箍筋強度級別】1為I級鋼，強度設(shè)計值為210N/mm2，2為II級鋼，強度設(shè)計值為300N/mm2，3為III級鋼，強度設(shè)計值為360N/mm2。
【基礎(chǔ)的鋼筋保護(hù)層厚度】基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm；當(dāng)無墊層時不應(yīng)小于70mm。
7.3.2 彈性地基梁設(shè)計
 彈性地基梁布置
 
圖7—11  彈性地基梁總體信息
布置彈性地基梁有【兩點地梁】、【距離地梁】、【軸線地梁】和【延伸地梁】四種方式。點按彈出地基梁參數(shù)對話框見圖7—12。
 
圖7—12  彈性地基梁參數(shù)
對話框中各部位標(biāo)注尺寸見圖7—13

   
矩形梁         翼緣在梁底的筏板肋梁           翼緣在梁頂?shù)姆ぐ謇吡?br /> 圖7—13  地基梁標(biāo)注尺寸
彈性地基梁的布置方式與錄入系統(tǒng)梁布置方式相同。另外有【刪除地梁】、【修改地梁】和【移動地梁】三種地梁的調(diào)整方式
 布置彈性地基梁上荷載
點按【加梁荷載】，在命令行輸入梁上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，荷載為均部線荷載，單位kN/m，光標(biāo)窗選需要加荷載的地梁。
 計算彈性地基梁
點按【計算地梁】，程序自動計算所有地梁內(nèi)力和配筋。
【顯柱底力】見圖7—5。
【顯梁編號】此編號對應(yīng)文本結(jié)果中的梁編號，B12為12號梁，可點按屏幕左邊工具欄中“尋找構(gòu)件”按鈕，根據(jù)編號定位彈性地基梁的位置。
【顯梁荷載】恒荷載值(kN/m)為梁上填充墻自重標(biāo)準(zhǔn)值，梁自重由程序自動計算。
【顯梁尺寸】如50100為矩形梁截面，尺寸500mm×1000mm；50100（20040）為形或T形梁截面尺寸，梁肋寬500mm,梁高1000mm，翼緣寬2000mm，翼緣根部高400mm。單位為cm。
【顯梁配筋】
2-15-3
9-0-11/3.1/10 (cm2/ m)

梁左—中—右截面面筋(cm2)
梁左—中—右截面底筋(cm2)/端部箍筋(cm2/0.1m)/翼緣底部配筋

【顯梁內(nèi)力】
35/-75/30
89/-40/70
28/T10/25

左—中—右截面最小彎矩(kN.m)
左—中—右截面最大彎矩(kN.m)
左端剪力/T最大扭矩(kN.m)/右端剪力(kN)

【顯點位移】向下為正，單位mm。
求最大位移時，地震作用組合下的位移除地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)后才與非地震作用組合下的位移比較，顯示的位移已除地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)。
顯示紅色表示反力超過修正后的承載力。若最大位移后出現(xiàn)第二個數(shù)值表示節(jié)點有向上的位移，設(shè)計應(yīng)避免出現(xiàn)向上的位移。
【顯點反力】向下為正，向上為負(fù)，單位kN/m2。
求最大反力時，地震作用組合下的反力除以地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)后才與非地震作用組合下的反力比較，顯示的反力已除過了地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)。
顯示紅色表示反力超過修正后的承載力。修正后的承載力顯示在右下角的說明中，目前彈性地基梁未作寬度修正，只作深度修正。
【沖切剪切】     
4.32/3.22
翼緣沖切比/翼緣剪切比
若數(shù)值小于1顯示紅色，說明不滿足驗算要求，需增加翼緣厚度，在文本計算結(jié)果中有驗算過程。
7.3.3 彈性地基梁設(shè)計計算書
點按【計算地梁】后，程序自動計算所有地梁內(nèi)力和配筋并生成文本形式的計算書，計算書包括彈性地基梁總體信息，彈性地基梁翼緣沖切和剪切計算結(jié)果，以及梁各截面內(nèi)力、配筋計算結(jié)果，便于人工檢查。
7.3.4 彈性地基梁施工圖繪制
計算通過后進(jìn)入“彈性地基梁施工圖繪制”菜單，點按【生成梁圖】彈出圖7—13梁鋼筋控制對話框確認(rèn)后，自動生成梁和翼緣邊線、梁平法鋼筋施工圖，并自動歸并梁鋼筋和處理字符重疊。見圖7—14。
 
圖7—13  梁鋼筋控制對話框
 
圖7—14  彈性地基梁施工圖繪制
【自動歸并】可以設(shè)定歸并參數(shù)后自動歸并所有梁或自動歸并所選擇的梁，鋼筋取大值。
【自調(diào)重疊】自動調(diào)整梁上重疊的鋼筋字符，當(dāng)自動處理不了時，采用移字符的功能移動。
【強行歸并】選擇幾何尺寸相同的梁進(jìn)行強行歸并，鋼筋取大值。
【改梁鋼筋】修改梁原位標(biāo)注、集中標(biāo)注、密箍或吊筋
1、修改梁原位標(biāo)注: 面筋、底筋、截面尺寸、箍筋、架筋和標(biāo)高。單選要修改的梁上字符串。 修改鋼筋后，程序自動重新計算此梁的裂縫和撓度值。
2、修改梁跨: 面筋、底筋、截面尺寸、箍筋、架筋和標(biāo)高。單選要修改的梁跨，彈出如下對話框修改，修改鋼筋后，CAD自動重新求此梁的裂縫和撓度值。
 
圖7—15  梁跨鋼筋對話框
 
圖7—16  梁集中標(biāo)注對話框
3、修改梁集中標(biāo)注: 連續(xù)梁編號、截面尺寸、箍筋、架立筋和標(biāo)高。單選要修改的梁集中標(biāo)注，彈出圖7—16對話框，修改拉通負(fù)筋后可選擇自動重新選擇各跨支座短筋。
 
圖7—17  吊筋密箍
4、修改梁密箍或吊筋：單選要修改的密箍或吊筋的字符串，彈出圖7—17對話框修改。角度為密箍或吊筋與水平的夾角，寬度為相交梁的寬度，高度為密箍或吊筋所在跨梁的高度。
【顯梁裂縫】顯示彈性地基梁的裂縫寬度。
0.23
0.18/0.20

梁上部跨中裂縫寬度
左支座裂縫寬度/右支座裂縫寬度
當(dāng)顯示紅色時為警告，可通過修改該部位的縱筋調(diào)整裂縫寬度。
【含縫配筋】
0-13-0
9-0-18/10

梁左—中—右截面面筋(cm2)
梁左—中—右截面底筋(cm2)/端部箍筋(cm2/0.1m)
顯示紅色為超筋，需修改梁截面尺寸。
7.3 樁筏和筏板基礎(chǔ)設(shè)計
樁筏和法辦基礎(chǔ)設(shè)計可以計算平板式筏基、梁式筏基、樁筏基礎(chǔ)和梁樁筏基礎(chǔ)。
彈性地基梁設(shè)計流程：
1、【讀取墻柱底力】；
2、進(jìn)入“樁筏和筏板基礎(chǔ)布置和計算”
3、填寫筏板基礎(chǔ)【總體信息】；
4、確定筏板的邊界；
5、布置荷載；
6、劃分有限元網(wǎng)格；
7、計算筏基。
8、進(jìn)入“筏板基礎(chǔ)施工圖繪制”生成彈性地基梁施工圖。
進(jìn)入【基礎(chǔ)CAD】后，選擇【讀取墻柱底力】菜單，彈出對話框，選擇讀取GSSAP或SSW計算的上部結(jié)構(gòu)墻柱底內(nèi)力；選擇【總體信息】菜單，彈出對話框，選擇【樁筏和筏板基礎(chǔ)總體信息】菜單。
7.4.1 樁筏和筏板基礎(chǔ)總體信息
 
圖7—18  樁筏和筏板基礎(chǔ)總體信息
【板變形方式（0柔性，1剛性）】0按彈性變形計算；1按剛板變形計算，滿足平面外無限剛要求。梁筏基礎(chǔ)必須設(shè)為柔性板，否則計算不出梁內(nèi)力。
【樁頂和板的連接（0鉸接，1剛接）】按樁與板的連接構(gòu)造情況確定計算簡圖。
【樁鋼筋保護(hù)層厚度】樁主筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于35mm，水下灌注混凝土，不得小于50mm。
該總體信息中許多參數(shù)與彈性地基梁及樁基礎(chǔ)總體信息參數(shù)相同，參數(shù)相同的這里再不重復(fù)，參照彈性地基梁與樁基礎(chǔ)總體信息參數(shù)。
7.4.2 筏板和筏板基礎(chǔ)設(shè)計
 
圖7—19  樁筏和筏板基礎(chǔ)設(shè)計

7.4.2.1 平板式筏板基礎(chǔ)設(shè)計
【角點定邊】根據(jù)所選角點和每邊挑出長度確定邊界線
【板上開洞】選擇角點，在板上開多邊形洞口。
 
圖7—20  劃分單元參數(shù)設(shè)置
【劃分單元】指定筏板，劃分有限元網(wǎng)格，點取此命令，彈出劃分單元參數(shù)對話框圖7—20。
【最大間距】單元的最大邊長。
【最小間距】用于矩形剖分的最小邊長，程序不會劃分出邊長小于最小間距的單元。在柱中心點、樁中心點或梁端點可能沒有與之對應(yīng)的節(jié)點，這時柱中心點、樁中心點或者梁端點用最近的節(jié)點代替，并且在有限元計算時沒有考慮這種情況的偏心；另外，梁兩個端點可能對應(yīng)同一個節(jié)點，程序在有限元計算時會出錯，所以最小間距不能太小。
【與水平夾角】只用于矩形剖分，為劃分后的4邊形單元與X軸的夾角。
【筏板厚度】剖分后單元的缺省厚度。
【剖分方式】有兩種方式選擇，當(dāng)一種自動剖分方法剖出的單元不理想時，可采用另一種剖分方法。
 
圖7—21  面荷載
【面荷載】布置多邊形面荷載，彈出圖7—21對話框修改荷載值和選擇工況。在計算時，板單元只要有1個角點在面荷載圍成的區(qū)域內(nèi)，面荷值就被賦給板單元。面荷載包括了在該板上的使用荷載、填土等。
 
圖7—22  集中力
【集中力】布置集中力，彈出圖7—22對話框修改荷載值和選擇工況。在計算時，集中力就近賦給節(jié)點。集中力為非梁柱傳來的其它荷載。

【集中彎矩】布置集中彎矩。彈出圖7—23對話框修改荷載值和選擇工況。在計算時，集中彎矩就近賦給節(jié)點。集中彎矩為非梁柱傳來的其它外荷載。

 
圖7—23  集中彎矩
【內(nèi)筒沖剪】選擇角點，計算和輸出多邊形內(nèi)筒的沖切和剪切文本文件。
【計算筏基】運行有限元計算模塊計算所選擇的筏板或承臺。
【計算簡圖】彈出圖7—對話框：顯示的配筋為計算配筋，沒有考慮構(gòu)造要求。
梁計算結(jié)果顯示用于梁筏基礎(chǔ)中的梁。包括下面五項：
【梁編號】此編號對應(yīng)文本結(jié)果中的梁編號，B12為12號梁，可點按屏幕左邊工具欄中“尋找構(gòu)件”按鈕，根據(jù)編號定位梁的位置。
【梁荷載】恒荷載值(kN/m)為梁上填充墻自重，是標(biāo)準(zhǔn)值，梁本身的自重由CAD自動計算。
【梁尺寸】單位為cm，50100為500mm×1000mm矩形梁截面尺寸，50100（20040）為形或T形梁截面尺寸，梁肋寬500mm,梁高1000mm，翼緣寬2000mm，翼緣根部高400mm。
【顯梁內(nèi)力】
35/-75/30
89/-40/70
28/T10/25

梁左中右截面最小彎矩(kN•m)
梁左中右截面最大彎矩(kN•m)
梁左端剪力/T最大扭矩(kN•m)/右端剪力(kN)，

【梁配筋】
2-15-3
9-0-11/3.1

梁左—中—右截面面筋(cm2)
梁左-中—右截面底筋(cm2)/端部箍筋(cm2/0.1m)
板結(jié)點位移和內(nèi)力：
【正最大撓度】為標(biāo)準(zhǔn)組合內(nèi)力作用下的最大向下位移，求最大位移時，地震作用組合下位移除地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)后才與非地震作用組合下的位移比較，顯示的位移已除地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)，顯示紅色表示反力超過修正后的承載力。
【負(fù)最大撓度】為標(biāo)準(zhǔn)組合內(nèi)力作用下的最大向上位移，求最大位移時，地震作用組合下位移除地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)后才與非地震作用組合下的位移比較，顯示的位移已除地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)。設(shè)計應(yīng)避免出現(xiàn)向上的位移。
【最大反力】為標(biāo)準(zhǔn)組合內(nèi)力作用下的最大反力，單位kN/m2。求最大反力時，地震作用組合下的反力除地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)后才與非地震作用組合下的反力比較，顯示的反力已除地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)，顯示紅色表示反力超過修正后的承載力, 經(jīng)寬度和深度修正后的承載力顯示在右下角的說明中。
【內(nèi)力】為基本組合作用下的內(nèi)力，節(jié)點彎矩和剪力的方向由整體坐標(biāo)的X、Y方向確定，彎矩單位為kN•m/m，剪力單位為kN/m。
【板節(jié)點配筋】對應(yīng)基本組合內(nèi)力作用下的配筋，單位為cm2/m。

 
圖7—24  樁筏和筏板基礎(chǔ)計算結(jié)果顯示
【對板的沖切比和剪切比】例如：4.32/3.22表示：板沖切比/板剪切比
數(shù)值小于1顯示紅色，不滿足驗算要求，需要增加板厚度，在文本計算結(jié)果中有驗算過程。
樁計算結(jié)果顯示以下兩項，用于樁筏基礎(chǔ)或樁梁筏式基礎(chǔ)中的樁。
【樁參數(shù)】顯示C600單樁豎向抗壓承載力特征值，單位：；T300單樁豎向抗拉承載力特征值；L15樁長，單位m；D500樁徑單位mm。
【樁內(nèi)力】顯示標(biāo)準(zhǔn)組合內(nèi)力作用下的樁最大反力。
【板單元】顯示單元網(wǎng)格。
【板重心和荷載中心的距離】荷載為墻柱底恒、活載荷和用戶布置的恒、活荷載。避免過大的荷載偏心。
【板號】對應(yīng)文本計算結(jié)果中沖切比和剪切比驗算中的板號。
【樁編號】對應(yīng)文本計算結(jié)果中樁對板沖切驗算中的樁號。

7.4.2.2 梁式筏板基礎(chǔ)設(shè)計
梁式筏板基礎(chǔ)是彈性地基梁與筏板的結(jié)合，設(shè)計步驟：
1、建模在“樁筏和筏板基礎(chǔ)布置和計算”程序中輸入筏板基礎(chǔ)總體信息；
2、分別在彈性地基梁中輸入梁（選擇筏板肋梁）和在筏板基礎(chǔ)中布板；
3、加梁上荷載和板上荷載；
4、在筏板基礎(chǔ)中計算，【計算簡圖】中的計算結(jié)果包含了筏板和梁的內(nèi)力和配。
板：
【板彎矩】
【板配筋】
【板裂縫】
5、梁的施工圖在“彈性地基梁施工圖繪制”程序中【生成梁圖】，板的施工圖在“筏板基礎(chǔ)施工圖繪制”程序中繪制。

7.4.2.3 樁筏式筏板基礎(chǔ)設(shè)計
樁筏基礎(chǔ)是樁基礎(chǔ)與筏板的結(jié)合，設(shè)計步驟：
1、在“樁筏和筏板基礎(chǔ)布置和計算”程序中輸入筏板基礎(chǔ)總體信息；
2、在“樁筏和筏板基礎(chǔ)布置和計算” 程序中布板、樁；
3、加板上荷載；
4、在筏板基礎(chǔ)中計算，【計算簡圖】中的計算結(jié)果中包含了樁的參數(shù)和內(nèi)力。
下面四個參數(shù)是樁筏基礎(chǔ)中布樁參數(shù)。
 
圖7—25  參數(shù)布樁
【參數(shù)布樁】按指定的參數(shù)在邊界線內(nèi)布置群樁，彈出布樁參數(shù)對話框，設(shè)置樁陣列與水平夾角、X向間距、Y向間距。確定后指定布樁定位點布樁。
【兩點布樁】按指定的參數(shù)在一條直線上布樁，在命令行設(shè)置布樁數(shù)量和樁本身的參數(shù)，在平面圖確定布樁的起點和終點布樁。布樁位置不包括起點和終點。
【一點布樁】在指定點上布樁。
【改樁參數(shù)】用于更改指定樁的參數(shù)(樁徑、樁身長度和單樁承載力特征值)，彈出圖7—26樁參數(shù)對話框修改后選樁，選中的樁更改為當(dāng)前參數(shù)框內(nèi)的參數(shù)

 
圖7—26  改樁參數(shù)
7.4.2.4 梁樁筏基礎(chǔ)設(shè)計
 梁樁筏基礎(chǔ)是樁基礎(chǔ)、彈性地基梁和筏板基礎(chǔ)的結(jié)合，設(shè)計步驟
1、在“樁筏和筏板基礎(chǔ)布置和計算”程序中輸入筏板基礎(chǔ)總體信息；
2、分別在“彈性地基梁布置和計算”中輸入梁（選擇筏板肋梁）和“樁筏和筏板基礎(chǔ)布置和計算”中布板、樁；
3、加梁、板上荷載；
4、劃分板單元，最后在筏板程序中計算，【計算簡圖】中的計算結(jié)果包含了筏板和梁的內(nèi)力和配筋；
5、梁的施工圖在“彈性地基梁施工圖繪制”程序中【生成梁圖】，板的施工圖在“筏板基礎(chǔ)施工圖繪制”程序中繪制。
7.4.3 筏板和筏板基礎(chǔ)設(shè)計計算書
點按【文本結(jié)果】自動生成文本形式的樁筏和筏板基礎(chǔ)沖切計算結(jié)果、梁各截面計算結(jié)果，便于人工檢查。
輸出樁筏和筏板基礎(chǔ)總體信息。
7.4.4 筏板基礎(chǔ)施工圖繪制
進(jìn)入筏板基礎(chǔ)施工圖繪制菜單，顯示界面如圖7—27。
 
圖7—27  筏板基礎(chǔ)施工圖繪制
【貫通板筋】同時布置板貫通面筋和底筋。
【兩點面筋】只布置板面筋。
【兩點底筋】只布置板底筋。
【一點底筋】只布置板底筋。輸入負(fù)筋時上述輸入可互相組合，d、D、f和F后的數(shù)字為鋼筋直徑，@后的數(shù)字為鋼筋間距，數(shù)字為左伸出長度，/后的數(shù)字為右伸出長度，單位：mm。
當(dāng)兩邊板厚不同時分別提示最小和最大配筋率。顯示的負(fù)筋配筋率為貫通負(fù)筋和支座短筋之和。當(dāng)自動找不到支座時要求輸入鋼筋角度。
7.4 地質(zhì)資料輸入、基礎(chǔ)沉降與回彈

練習(xí)與思考題
1、 如何把上部結(jié)構(gòu)的荷載傳到基礎(chǔ)？如何生成廣廈基礎(chǔ)CAD？
2、 簡基床反力系數(shù)如何確定？
3、 剪力墻有端柱的情況下，自動計算基礎(chǔ)時，程序會把她們分開布樁，這樣好嗎？需要調(diào)整嗎？
4、 各種基礎(chǔ)設(shè)計的區(qū)別？
5、我們可以通過“改柱底力”修改自動生成的柱底內(nèi)力，那么點按“改柱底力”進(jìn)入對話框里面，顯示的內(nèi)力是設(shè)計值還是標(biāo)準(zhǔn)值？