常见结构设计问题辨析(专题篇基础)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PKPM常见问题汇总 用M/Vh0计算剪跨比
深圳建研建筑科技有限公司
V2.2版常见问题汇总 (基础专题篇）
基础专题篇
1.筏板下柱墩的布置与计算 2.关于冲切问题 3.抗浮计算 4.后浇带设置 5.独基加防水板 6.筏板计算问题
1. 筏板下柱墩的布置与计算
下柱墩对抗冲切性能的影响 • ！
下柱墩对抗冲切性能的影响
5.独基加防水板问题
倒楼盖方法： 对于独基： 在一般的工程应用中，独基配筋多基于独基为刚性板的假定， 《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》亦采用了刚性板假定 的配筋方法。
在结构设计中多采用包络设计的原则，独基配筋应将一般工况 和抗浮工况取包络进行设计。
5.独基加防水板问题
5.独基加防水板问题
• a值与浇后浇带时沉降完成的比例相关。
4.主楼与裙楼之间设置后浇带
4.地基变形验算 • 《建筑地基基础设计规范》8.4.22条：带裙房的高 层建筑下的大面积整体筏形基础，其主楼下筏板 的整体挠度值不宜大于0.5‰，主楼与相邻的裙房 柱的差异沉降不应大于1‰。
工程实例
• 案例一：工程描述，高层4个带2层地下室，主楼下800钻孔 桩，2m厚板，地下室柱下承台，0.6m厚板
的差异沉降应控制差异沉降。
如整体计算，不考虑后浇带存在，内力计算结果偏大，沉 降计算失真，不能反映后浇带两侧的差异沉降，并无法预 留差异沉降
浇后浇带前的加荷比例 0.0 =不设 1 .0 =永久设 0 .5 =完成一半
“如设后浇带，浇后浇带时的荷载系数（0-1）”
• 这个参数与后浇带的布置配合使用，将筏板分割成几块独立 的筏板，程序将计算有、无筏板两种情况，并根据两种情况 的结果求算内力、沉降及配筋。填0是整体计算结果，填1 取分别计算结果，取中间值a计算结果按下式计算： 实际结果=整体计算结果*（1-a）+分别计算结果*a
4.后浇带的设置
4.主群楼之间沉降差异的解决方法
• 解决主楼与群楼之间的沉降差异，目前主要有两种方法： 一是在主楼与群楼之间设置沉降缝； 二是在主楼与裙楼之间设置施工“后浇带”，待沉降基本 稳定后再浇筑“后浇带”砼。
4.主楼与裙楼之间后浇带
当没有后浇带计算功能的问题 如分开独立计算，不能考虑浇注成一体后的不平衡内力的 传递，内力计算结果偏小，为了减小误差，对后浇带两侧
“后浇带”前内力是按独立的几块板分开计算，相互不连
接，不传递弯矩与剪力。
“后浇带”后内力是按整体计算弯矩与剪力。 总内力是将前后内力进行叠加。通过设置加荷比例系数来 模拟“后浇带”浇注时间。 考虑“后浇带”的计算使内力更加合理，配筋更加节省。
计算时分成“后浇带”前内力计算与“后浇带”后内力计
关于桩冲板问题
用单桩承载力*1.25的冲切力去验算桩冲板的结果
关于桩冲板问题
• 有限元计算后，桩冲板结果
3.抗浮计算
1、建筑物基础存在浮力作用时应进行抗浮稳定性验算，并 ������������ 满足 ≥ 1.05
������������,������
Gk为建筑物自重及压重之和； Nw,k为浮力作用值； 2、抗浮稳定性不满足设计要求时，可采用以下措施： （1）增加压重； （2）采用抗拔桩； （3）采用抗拔锚杆；
3.抗浮计算
3.抗浮计算
锚杆的力学模型
锚杆
点荷载
点弹簧
3.抗浮计算
传统抗拔锚杆计算：采用加点荷载或者桩模拟，均存在偏差 需解决难点：非线性计算
3.抗浮计算
锚杆定义与布置
=>基础人机交互输入 =>非承台桩
Fra Baidu bibliotek
=>桩锚定义
=>桩锚布置 与[桩]的定义和布置方式相同 图例
土层锚杆的轴向刚度
轴向刚度和预拉力
算
5.独基加防水板问题
问题： 用户1：桩筏有限元计算时，独基不能选择上，没有考虑独基。 用户2：防水板抗浮和筏板有限元有计算时什么区别？ 用户3：计算速度慢 。
独基+防水板分析
桩承台+防水板
5.独基加防水板问题
5.1独基加防水板受力特点
建筑物的重量将全部由独基传 给地基，防水板及其上部重量 直接传给地基土，独基对其不 起支承作用。
5.独基加防水板问题
5.2倒楼盖方法和弹性地基梁方法的差别 倒楼盖方法：计算原则
5.独基加防水板问题
倒楼盖方法： 对于板的计算： 板底土水作用的简化，可采用如下等效的力学边界条件： 1) 对于防水板区域，将防水板外边缘处理为固端约束，板底基 床系数为0；
2) 对于独基区域，因独基相对于防水板起到固定支承的作用， 应保证其相对无位移、无转角。
应力集中
网格越密 配筋越大 ?
区域配筋 能量平衡
安全性与经济性
单元平均的概念
区域平均的概念
2.关于墙冲板的问题
• 多墙冲板长厚比条件默认为8，用户也可以自行控制
2.关于墙冲板的问题
• 多墙冲板临界截面程序如何确定？ • 程序自动判断破坏临界截面的形状。临界截面的计算过 程是首先将多墙边界外扩0.5倍板计算厚度，然后处理成 凸多边形，并根据四周破坏与边、角柱破坏边长的大小判 断是否破坏面会延伸到筏板边缘。
6.筏板计算问题
1、筏板有限元划分网格报错 。 2、筏板有限元计算不下去，中途报错。 3、筏板局部筋偏大，如何处理?
6.筏板计算问题
筏板布置： （1）筏板几何关系：
(A、B距离不能靠得太近，否则，有限元计 算的时候网格划分可能会出错)
6.筏板计算问题
6.1模型用v2.2版本在桩筏有限元计算这步会卡住，换了电脑还是一样的情况 ，是不是模型布置有什么问题？
3.抗浮计算
案例分析： 某地下车库，6.5m高水头，整体抗浮不满足要求，基础采 用筏板基础+抗拔锚杆形式
3.抗浮计算
锚杆直径150mm，抗拔承载力400KN，假定锚杆控制位 移在5mm之内，可估算锚杆刚度值为80000KN/M。经有限 元计算可得到，锚杆反力值
3.抗浮计算
板配筋结果可考虑锚杆的有利作用，正确得到相应配筋结果
防水板在水浮力的作用下，将水浮力的 部分作用（即 ）传给独基，对独基底面 的地基反力起一定的分担作用，并加大 了独基的弯矩，剪力也略有增加。
5.独基加防水板问题
5.2建模要求： 独基高度必须大于等于板的厚度，且独基底标高必须小于等于 板底标高，独基顶标高应该大于等于板顶标高，否则计算的时 候独基将不能一起考虑在内。若是锥形或者阶形独立基础，则 独基的第一阶尺寸应该满足上述要求。
弹性地基梁方法： 计算方法： （1）对于防水板区域，因不考虑其地基承载能力，故底部基床 系数为0。 （2） 对于独基区域，因其底部土体承担全部上部结构荷载，可 按平均附加压力与沉降计算结果反算基床系数。
4、独基加防水板问题
5.独基加防水板问题
“弹性地基”能够真实反映实际的外力作用； 反映独基加防水板基础的总体位移情况 ； 对于独基区域和防水板区域的配筋均可以直接取用。 土体不具有有效的抗拉强度，常表现为明显的非线性特征： 1)在土体受压时，可简化为线弹性Winkler弹簧地基模型； 2)在土体受拉时，其不具有受拉承载能力，弹簧刚度为0
未加后浇带前的板沉降
未加后浇带前的板沉降
未加后浇带前的板配筋
• 最大反力 及配筋量 超限
加后浇带前的参数设置
后浇带的布置
加荷比例为0.5时的板带沉降
后浇带设置作用 案例二：
后浇带设置作用
设后浇带（系数为0.5） 沉降图在后浇带处不连续
不设后浇带（系数为0） 沉降图连续
后浇带计算原理
2.关于墙冲板的问题
• 不满足上述要求的墙肢，可以使用内筒冲切验算。
关于下柱墩冲切问题
• 改变柱墩长宽尺寸，不改变柱墩高度，有时候冲切结果会 变化，为什么？ • 当布置了柱墩时，程序同时验算柱对筏板冲切以及柱墩对 筏板冲切，输出两者计算结果的不利值，如果是柱墩对筏 板冲切起控制，则柱墩长宽不同冲切计算结果也不同。
刚性柱墩和柔性柱墩
• 如何判断刚性柱墩和柔性柱墩？ 查刚性角
刚性柱墩和柔性柱墩
刚性柱墩对筏板内力计算影响，如果用户在基础交互建模 布置了刚性柱墩，那么在筏板内力计算时不考虑它对筏板 的影响，相当于一个大柱子，即桩筏筏板有限元程序在筏 板内力计算时忽略刚性柱墩，但在筏板配筋计算时，程序 将会剔除刚性柱墩范围内的内力值即仅选择柱墩范围外的 内力值进行配筋。 柔性柱墩对筏板内力的影响，如果用户输入的柱墩为柔性 柱墩，那么在桩筏筏板有限元计算中，程序将自动将其当 作一块变厚度筏板进行有限元分析。筏板内力计算时，给 出这块局部变厚度筏板的内力值、配筋值。
5.独基加防水板问题
5.2倒楼盖方法和弹性地基梁方法的差别 方法1：倒楼盖方法（防水板抗浮计算菜单） 将柱墙等竖向构件假设为固定支座，没有竖向位移或者没有竖 向位移差，此时整个基础没有整体弯曲，只考虑局部弯曲，按 复杂楼板计算防水板，即防水板单独计算。
方法2：弹性地基梁方法 考虑竖向构件的竖向位移，将独基和防水板进行统一的有限元 分析计算，是整体分析的结果。
有限元计算的时候，下柱墩按变厚度子筏板处理
2.关于冲切问题
2.关于墙冲板的问题
• 单墙冲板和多墙冲板的计算条件： (1)单墙，每个墙肢长厚比必须小于8，即要求满足短肢剪力 墙的尺寸条件；
2.关于墙冲板的问题
• (2)多墙，每个墙肢满足上述条件外，每个墙肢另外一端没 有其他的墙与之相连，每个墙肢除梁端节点外，中间没有 其他节点；
6.筏板计算问题
6.2有限元计算结果异常
6.筏板计算问题
用户问题：“计算过程中弹出yyy.out文本，计算结果异常，很 多放射线。”
6.筏板计算问题
解决方法： 1.模型靠上部防水板挑出多一点，将所有的桩承台都包含在内； 2.计算是勾选新方法加密网格和凹角预先处理；
6.筏板计算问题
6.3筏板局部筋偏大，如何处理？ 1)考虑上部结构刚度； 2）网格调整； 3）调整沉降，尽量减小不同部位的沉降差； 4）钢筋局部较大的地方与同一方向上其他单元作平均，保 证钢筋总量的情况下，降低局部钢筋； 5）计算时选用“板单元内弯矩剪力统计”取平均值； 注：以上措施都是在工程基础设计方案比较合理的情况下， 配筋偏大的调整措施，如果工程基础设计方案不合理引起钢 筋偏大，应该首先考虑调整基础设计方案。
深圳建研建筑科技有限公司
V2.2版常见问题汇总 (基础专题篇）
基础专题篇
1.筏板下柱墩的布置与计算 2.关于冲切问题 3.抗浮计算 4.后浇带设置 5.独基加防水板 6.筏板计算问题
1. 筏板下柱墩的布置与计算
下柱墩对抗冲切性能的影响 • ！
下柱墩对抗冲切性能的影响
5.独基加防水板问题
倒楼盖方法： 对于独基： 在一般的工程应用中，独基配筋多基于独基为刚性板的假定， 《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》亦采用了刚性板假定 的配筋方法。
在结构设计中多采用包络设计的原则，独基配筋应将一般工况 和抗浮工况取包络进行设计。
5.独基加防水板问题
5.独基加防水板问题
• a值与浇后浇带时沉降完成的比例相关。
4.主楼与裙楼之间设置后浇带
4.地基变形验算 • 《建筑地基基础设计规范》8.4.22条：带裙房的高 层建筑下的大面积整体筏形基础，其主楼下筏板 的整体挠度值不宜大于0.5‰，主楼与相邻的裙房 柱的差异沉降不应大于1‰。
工程实例
• 案例一：工程描述，高层4个带2层地下室，主楼下800钻孔 桩，2m厚板，地下室柱下承台，0.6m厚板
的差异沉降应控制差异沉降。
如整体计算，不考虑后浇带存在，内力计算结果偏大，沉 降计算失真，不能反映后浇带两侧的差异沉降，并无法预 留差异沉降
浇后浇带前的加荷比例 0.0 =不设 1 .0 =永久设 0 .5 =完成一半
“如设后浇带，浇后浇带时的荷载系数（0-1）”
• 这个参数与后浇带的布置配合使用，将筏板分割成几块独立 的筏板，程序将计算有、无筏板两种情况，并根据两种情况 的结果求算内力、沉降及配筋。填0是整体计算结果，填1 取分别计算结果，取中间值a计算结果按下式计算： 实际结果=整体计算结果*（1-a）+分别计算结果*a
4.后浇带的设置
4.主群楼之间沉降差异的解决方法
• 解决主楼与群楼之间的沉降差异，目前主要有两种方法： 一是在主楼与群楼之间设置沉降缝； 二是在主楼与裙楼之间设置施工“后浇带”，待沉降基本 稳定后再浇筑“后浇带”砼。
4.主楼与裙楼之间后浇带
当没有后浇带计算功能的问题 如分开独立计算，不能考虑浇注成一体后的不平衡内力的 传递，内力计算结果偏小，为了减小误差，对后浇带两侧
“后浇带”前内力是按独立的几块板分开计算，相互不连
接，不传递弯矩与剪力。
“后浇带”后内力是按整体计算弯矩与剪力。 总内力是将前后内力进行叠加。通过设置加荷比例系数来 模拟“后浇带”浇注时间。 考虑“后浇带”的计算使内力更加合理，配筋更加节省。
计算时分成“后浇带”前内力计算与“后浇带”后内力计
关于桩冲板问题
用单桩承载力*1.25的冲切力去验算桩冲板的结果
关于桩冲板问题
• 有限元计算后，桩冲板结果
3.抗浮计算
1、建筑物基础存在浮力作用时应进行抗浮稳定性验算，并 ������������ 满足 ≥ 1.05
������������,������
Gk为建筑物自重及压重之和； Nw,k为浮力作用值； 2、抗浮稳定性不满足设计要求时，可采用以下措施： （1）增加压重； （2）采用抗拔桩； （3）采用抗拔锚杆；
3.抗浮计算
3.抗浮计算
锚杆的力学模型
锚杆
点荷载
点弹簧
3.抗浮计算
传统抗拔锚杆计算：采用加点荷载或者桩模拟，均存在偏差 需解决难点：非线性计算
3.抗浮计算
锚杆定义与布置
=>基础人机交互输入 =>非承台桩
Fra Baidu bibliotek
=>桩锚定义
=>桩锚布置 与[桩]的定义和布置方式相同 图例
土层锚杆的轴向刚度
轴向刚度和预拉力
算
5.独基加防水板问题
问题： 用户1：桩筏有限元计算时，独基不能选择上，没有考虑独基。 用户2：防水板抗浮和筏板有限元有计算时什么区别？ 用户3：计算速度慢 。
独基+防水板分析
桩承台+防水板
5.独基加防水板问题
5.1独基加防水板受力特点
建筑物的重量将全部由独基传 给地基，防水板及其上部重量 直接传给地基土，独基对其不 起支承作用。
5.独基加防水板问题
5.2倒楼盖方法和弹性地基梁方法的差别 倒楼盖方法：计算原则
5.独基加防水板问题
倒楼盖方法： 对于板的计算： 板底土水作用的简化，可采用如下等效的力学边界条件： 1) 对于防水板区域，将防水板外边缘处理为固端约束，板底基 床系数为0；
2) 对于独基区域，因独基相对于防水板起到固定支承的作用， 应保证其相对无位移、无转角。
应力集中
网格越密 配筋越大 ?
区域配筋 能量平衡
安全性与经济性
单元平均的概念
区域平均的概念
2.关于墙冲板的问题
• 多墙冲板长厚比条件默认为8，用户也可以自行控制
2.关于墙冲板的问题
• 多墙冲板临界截面程序如何确定？ • 程序自动判断破坏临界截面的形状。临界截面的计算过 程是首先将多墙边界外扩0.5倍板计算厚度，然后处理成 凸多边形，并根据四周破坏与边、角柱破坏边长的大小判 断是否破坏面会延伸到筏板边缘。
6.筏板计算问题
1、筏板有限元划分网格报错 。 2、筏板有限元计算不下去，中途报错。 3、筏板局部筋偏大，如何处理?
6.筏板计算问题
筏板布置： （1）筏板几何关系：
(A、B距离不能靠得太近，否则，有限元计 算的时候网格划分可能会出错)
6.筏板计算问题
6.1模型用v2.2版本在桩筏有限元计算这步会卡住，换了电脑还是一样的情况 ，是不是模型布置有什么问题？
3.抗浮计算
案例分析： 某地下车库，6.5m高水头，整体抗浮不满足要求，基础采 用筏板基础+抗拔锚杆形式
3.抗浮计算
锚杆直径150mm，抗拔承载力400KN，假定锚杆控制位 移在5mm之内，可估算锚杆刚度值为80000KN/M。经有限 元计算可得到，锚杆反力值
3.抗浮计算
板配筋结果可考虑锚杆的有利作用，正确得到相应配筋结果
防水板在水浮力的作用下，将水浮力的 部分作用（即 ）传给独基，对独基底面 的地基反力起一定的分担作用，并加大 了独基的弯矩，剪力也略有增加。
5.独基加防水板问题
5.2建模要求： 独基高度必须大于等于板的厚度，且独基底标高必须小于等于 板底标高，独基顶标高应该大于等于板顶标高，否则计算的时 候独基将不能一起考虑在内。若是锥形或者阶形独立基础，则 独基的第一阶尺寸应该满足上述要求。
弹性地基梁方法： 计算方法： （1）对于防水板区域，因不考虑其地基承载能力，故底部基床 系数为0。 （2） 对于独基区域，因其底部土体承担全部上部结构荷载，可 按平均附加压力与沉降计算结果反算基床系数。
4、独基加防水板问题
5.独基加防水板问题
“弹性地基”能够真实反映实际的外力作用； 反映独基加防水板基础的总体位移情况 ； 对于独基区域和防水板区域的配筋均可以直接取用。 土体不具有有效的抗拉强度，常表现为明显的非线性特征： 1)在土体受压时，可简化为线弹性Winkler弹簧地基模型； 2)在土体受拉时，其不具有受拉承载能力，弹簧刚度为0
未加后浇带前的板沉降
未加后浇带前的板沉降
未加后浇带前的板配筋
• 最大反力 及配筋量 超限
加后浇带前的参数设置
后浇带的布置
加荷比例为0.5时的板带沉降
后浇带设置作用 案例二：
后浇带设置作用
设后浇带（系数为0.5） 沉降图在后浇带处不连续
不设后浇带（系数为0） 沉降图连续
后浇带计算原理
2.关于墙冲板的问题
• 不满足上述要求的墙肢，可以使用内筒冲切验算。
关于下柱墩冲切问题
• 改变柱墩长宽尺寸，不改变柱墩高度，有时候冲切结果会 变化，为什么？ • 当布置了柱墩时，程序同时验算柱对筏板冲切以及柱墩对 筏板冲切，输出两者计算结果的不利值，如果是柱墩对筏 板冲切起控制，则柱墩长宽不同冲切计算结果也不同。
刚性柱墩和柔性柱墩
• 如何判断刚性柱墩和柔性柱墩？ 查刚性角
刚性柱墩和柔性柱墩
刚性柱墩对筏板内力计算影响，如果用户在基础交互建模 布置了刚性柱墩，那么在筏板内力计算时不考虑它对筏板 的影响，相当于一个大柱子，即桩筏筏板有限元程序在筏 板内力计算时忽略刚性柱墩，但在筏板配筋计算时，程序 将会剔除刚性柱墩范围内的内力值即仅选择柱墩范围外的 内力值进行配筋。 柔性柱墩对筏板内力的影响，如果用户输入的柱墩为柔性 柱墩，那么在桩筏筏板有限元计算中，程序将自动将其当 作一块变厚度筏板进行有限元分析。筏板内力计算时，给 出这块局部变厚度筏板的内力值、配筋值。
5.独基加防水板问题
5.2倒楼盖方法和弹性地基梁方法的差别 方法1：倒楼盖方法（防水板抗浮计算菜单） 将柱墙等竖向构件假设为固定支座，没有竖向位移或者没有竖 向位移差，此时整个基础没有整体弯曲，只考虑局部弯曲，按 复杂楼板计算防水板，即防水板单独计算。
方法2：弹性地基梁方法 考虑竖向构件的竖向位移，将独基和防水板进行统一的有限元 分析计算，是整体分析的结果。
有限元计算的时候，下柱墩按变厚度子筏板处理
2.关于冲切问题
2.关于墙冲板的问题
• 单墙冲板和多墙冲板的计算条件： (1)单墙，每个墙肢长厚比必须小于8，即要求满足短肢剪力 墙的尺寸条件；
2.关于墙冲板的问题
• (2)多墙，每个墙肢满足上述条件外，每个墙肢另外一端没 有其他的墙与之相连，每个墙肢除梁端节点外，中间没有 其他节点；
6.筏板计算问题
6.2有限元计算结果异常
6.筏板计算问题
用户问题：“计算过程中弹出yyy.out文本，计算结果异常，很 多放射线。”
6.筏板计算问题
解决方法： 1.模型靠上部防水板挑出多一点，将所有的桩承台都包含在内； 2.计算是勾选新方法加密网格和凹角预先处理；
6.筏板计算问题
6.3筏板局部筋偏大，如何处理？ 1)考虑上部结构刚度； 2）网格调整； 3）调整沉降，尽量减小不同部位的沉降差； 4）钢筋局部较大的地方与同一方向上其他单元作平均，保 证钢筋总量的情况下，降低局部钢筋； 5）计算时选用“板单元内弯矩剪力统计”取平均值； 注：以上措施都是在工程基础设计方案比较合理的情况下， 配筋偏大的调整措施，如果工程基础设计方案不合理引起钢 筋偏大，应该首先考虑调整基础设计方案。