基础设计要点

承载力
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构造柱荷载的处理

仅有自重的构造柱
–无基础柱

有其他荷载传来的构造柱的处理
–生成独基
• 考虑荷载重叠
–分配荷载
承载力
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基础底面形心的确定

原则：
–与柱同心

调整方法
–长宽比 –底面形心与角度
承载力
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墙下条形基础地基承载力设计
承载力控制基础底面积 基底面积重复计算问题 无柱节点荷载的分配

承载力
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墙下条基底面积重复利用

原理 实现 实例
条基有效面积 条基有效面积 条基计算面积
承载力
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基础梁地基承载力设计
按整体基础算 注意覆土标高

承载力
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筏板基础地基承载力设计

深度修正按室外地坪到基底
承载力
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桩基础承载力设计

单桩基础
– 按压桩试验取值
新规范
pk≤fa
<1.0 fa= fak+η bγ （b-3）+η dγ m(d-0.5) p/pk=1.25~1.30 当 fa >1.1 fak 时 fa= f 如 0.9 fa/R=1.0~1.20
承载力
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独基基础自动生成

步骤：
–节点选择 –参数输入 –基础计算 –碰撞检查 –重新计算
• 抗冲切
内力配筋
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墙下条基基础内力计算

计算内容
– 刚性基础
• 满足扩散角要求 • 素混凝土Pj>300考虑抗剪
– 抗冲切计算 – 底板抗弯（配筋）计算

剪力墙下条基的理解
内力配筋
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桩承台基础内力计算

计算内容
– 柱对承台的冲切计算，剪切计算 – 桩对承台的冲切计算，剪切计算 – 底板抗弯（配筋）计算

土名称
– 是代码，参数可该，可名同参数不同

土层顺序一致
– 个别孔点没有某土层是用土层厚度调整

单桩承载力试算
地质资料
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也可以输入海拔高度
地质资料
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荷载
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荷载组合

三种组合
– 标准组合
• 用于承载力设计
– 基本组合
• 基础设计
– 准永久组合
• 沉降计算
荷载
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荷载相关问题
建筑基础设计要点 及 ＪＣＣＡＤ程序注意事项
中国建筑科学研究院 建筑工程软件研究所
张志远
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概述

地基基础设计内容
– – – – – 地质资料 荷载组合 地基承载力计算 基础内力、配筋计算 基础沉降计算
地质资料
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地质资料输入及桩初设计

坐标系
– 相对坐标，单位m

标高
– 与结构标高统一
内力配筋
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基础形式及规范
– 基础形式，工程所在地区不同采用不同规范
• 《建筑地基基础设计规范GB5007-2002 》：天然地基或 常规桩基
• 《地基处理规范JGJ79-2002 》 ：复合地基
• 《建筑桩基技术规范JGJ94-94》 ：桩土共同分担计算方 法 • 上海1999年的地基规范 ：沉降控制复合桩基 ，先由桩承 担再由土承担

多柱基础存在的问题 浅基础底板最小配筋率
– 理解 – 依据：
• 《建筑地基基础设计规范理解与应用》。中国建筑工业出 版社2004.6
内力配筋
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浅基础底板最小配筋率

理解：
– l/h<1.0(pk<200kPa) 无筋扩展基础 – l /h<2.5 柱下独立基础 – l /h>2.5 柱下平板
内力配筋
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内力配筋
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弹性地基梁板人防计算

荷载传递路径
–人防顶板->柱子、墙体->弹性地基梁

板面等效荷载按顶板覆土厚度≤0.5米
–梁式基础:5级取100kN/m2 ;6级取55kN/m2 –筏板基础：
• 无地下水： 5级取75kN/m2 ;6级取40kN/m2 • 有地下水： 5级取90kN/m2 ;6级取50kN/m2
沉降计算
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地梁筏板沉降计算

弹性地基梁，筏板
– 按柔性基础计算 – 考虑相邻基础影响 – 考虑基础及上部刚度影响
沉降计算
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桩承台沉降计算

桩承台
– 最终沉降的计算采用单向压缩分层总和法， 不同方法的区别在于土附加应力的算法。
• 桩间距<6d:可按实体深基础法。 • 明德林应力公式法
• 极限承载力/2
– 初设计时按公式估算
• 桩端阻力，桩侧阻力由静载试验得到 • 程序提供计算工具

R a qpa Ap u p qsia Li
桩承台
– 考虑群桩效应
承载力
与桩基规范的比较： 内容 地基规范 50007-2002 Qk R a （8.5.4-1） 承载力校核 Qik max 1.2 R a （8.5.4-2）
内力配筋
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梁下布桩基础的分析
按梁元计算，不用划分单元 计算结果按梁方式输出

– 梁弯矩图，剪力图，配筋图
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内力配筋
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墙下桩承台的处理
布置非承台桩 围区生成

– 注意围区的边界

筏板有限元计算
内力配筋
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有限元法常见问题

应力集中
– 柱周围 – 墙周围
梁截面抗剪强度不足的数量基本没有
内力配筋
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梁元法中抗震缝、伸缩缝的处理

方法1
–将宽梁偏心布置在任一排柱轴线上 –另外还要布置与宽梁垂直方向上的梁
• 保证相邻两个柱节点之间有梁连接，使柱子荷载不丢失 并能传到宽梁上

方法2
–双轴线上布置两根肋梁。对于梁式基础可在双轴 线处局部布置一个筏板，就做成了一个双梁基础 –弹性地基梁计算时，如考虑抗扭刚度则个别梁抗 剪截面不够，当不考虑梁的抗扭刚度则不会出现 抗剪强度不够的情况
内力配筋
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梁元法中考虑上部结构刚度方法
内力配筋
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梁抗剪不够的处理手段
增加梁的截面和数量 提高混凝土强度等级 考虑上部结构刚度 不考虑抗扭刚度 地基处理

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实例：巴黎城
方案调整措施 当混凝土强度等级采用C30 增加混凝土强度等级C30－>C40 混凝土强度等级C40 1倍的等代上部结构刚度计算 混凝土强度等级C40 3倍的等代上部结构刚度计算时 混凝土强度等级C40 2倍的等代上部结构刚度 不考虑抗扭刚度 抗减强度验算结果 采用普通弹性地基梁模式计算，有相 当多的梁截面抗剪强度不足。 梁截面抗剪强度不足数量减少了50% 左右。 梁截面抗剪强度不足数量又减少了 50%左右。 梁截面抗剪强度不足数量又减少了 40%左右
hp
Fl 2[ ox ( bc a oy ) oy ( h c a ox )] hp f t h0

Q AP f c c
ψ c——预制桩取 1.0， 干作业取 0.9， 灌注桩取 0.6~0.7
Fl 2[ ox ( bc a oy ) oy ( hc a ox )] f t h0
N / Qk 1.24 ~ 1.3
Ra Quk 2
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桩基规范 JGJ94-94 N R （5.2-1） N Im ax 1.2 R （5.2-2）
R Quk 1.65 ~ 1.7
桩身强度
(8.5.9) ψ c——预制桩取 0.75， 灌注桩取 0.6~0.7 承台冲切
0.84
编辑旧图功能 集中标注、原位标注信息修改功能 图文并茂的连梁钢筋修改界面 地基梁裂缝验算功能 与立面画图法切换

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7.2基础梁平法施工图例
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不等厚筏板处理
子筏板概念 筏板厚度输入 注意事项
计算公式 破坏面的确定 加柱墩的影响

–抗冲切 –配筋 –板下柱墩注意事项
内力配筋
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筏板基础抗剪、抗冲切计算

按板格计算 平板基础内筒冲、剪计算
–冲切计算和剪切计算的位置不同 –内筒外边缘的确定
内力配筋
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桩筏有限元计算中土反力模型

弹性地基梁板模型
– 上部结构刚度小 – 简化模型

代 0.72
（5.6-6）
（8.5.17-1） Fl= F-∑Ni ox=0.84/(λ ox+0.2) oy=0.84/(λ oy+0.2)

Fl= F-∑Ni ox=0.72/(λ oy=0.72/(λ
+0.2) oy+0.2)
ox
剪切
V hs f t b0 h0

1.75 1 .0

配筋方式
– 平均配筋
沉降计算
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基础沉降计算

特点：
– 对结构的安全，建设成本影响大 – 离散性大，计算结果不准确，需要对计算结 果修正 – 不同性质的土需要用不同的方法计算 – 无桩大开挖基础考虑回弹再压缩
沉降计算
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浅基础沉降计算

独立基础、墙下条基
– 按柔性基础计算 – 考虑相邻基础影响
内力配筋
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筏板基础内力计算

基础类型及计算模型选用
– 平板基础(厚板)
• 有限元计算 • 弹性地基梁计算
– 基床系数调整
• 内筒冲剪计算 • 柱墩的作用及注意事项
– 梁板基础(薄板)
• 弹性地基梁 • 有限元计算 • 板格冲切、剪切计算
– 桩筏基础
• 有限元计算
内力配筋
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柱下平板基础抗冲切计算
内力配筋
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基础梁内力计算

基础梁含义
– 交叉梁模型

计算要点
– 土反力考虑方法
• 弹性地基梁模型：基床反力系数取值 • 文克尔假定：基床反力系数常量 • 广义文克尔假定：基床反力系数变量
– 上部结构刚度 – 剪切计算，抗弯（配筋）计算
内力配筋
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梁元法常见问题

基床反力系数取值
– 按土的类型取值 – 根据深度调整 – 广义文克尔假定
（8.5.18）
V hs f t b0 h0
0.12 0.3 0.2 1.5
（5.6.8）
0 .3 1 .4

, ,
1 .4 3 .0
内力配筋
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柱下独立基础内力、配筋计算

计算内容
– 底板抗弯计算 按单向偏心计算 – 局部承压计算 按单向偏心计算 – 抗剪？

荷载
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荷载参数的调整
根据建筑用途修改
可根据楼层数进行修 改
承载力
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地基承载力设计

基本区别：
– 以标准组合为设计依据 – 桩承载力特征值
承载力
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柱下独立基础地基承载力设计
承载力控制基础底面积 按双向弯矩设计 独基上线荷载作用

承载力
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浅基础承载力比较
规范 74 规范 89 规范 承 载 力 计算式 校核 pk≤R R=[R]+mbγ （B-3）+mdγ m(D-1.5) p≤f f= fk+η bγ （b-3）+η dγ m(d-0.5) f 大于等于 1.1fk [R]，fk ，fak 三者相近 安 全 系 R 与 fa 相近 数 1．0 >1.0 p/pk=1.25~1.30 如 1.1 f/R=1.1~1.20

倒楼盖模型
– 上部结构刚度大

弹性理论—有限压缩层模型
– 上部结构刚度小 – 规范推荐

修正的弹性理论—有限压缩层模型
– 上部结构刚度小
内力配筋
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桩间土的作用

弹性地基梁板模型
– 以基床系数表示



倒楼盖模型 – 以分担百分比表示 弹性理论—有限压缩层模型 – 自动计算 修正的弹性理论—有限压缩层模型 – 自动计算

A b按同心对称原则确定
程序实现
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4.6筏板重心较核
e 0.1W A
选用的荷载组合 带裙房结构的处理 产生差异的原因：

–荷载 –地下水
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筏板基础沉降缝的处理
分区域输入筏板进行沉降计算 按沉降完成的速度决定算法

– 修改土的压缩模量 – 调整配筋
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基础梁平法主要功能
h
l
取值： 依据：

– 《建筑地基基础设计规范理解与应 用》。中国建筑工业出版社2004.6
内力配筋
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浅基础抗剪

素混凝土基础
Vs 0.366 ft A

钢筋混凝土基础
– 没有验算的原因
• 抗剪
V 0.7 h ft b h0 V 0.7 h ft bm h0
沉降计算
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桩筏基础沉降计算

桩筏，桩梁
– 最终沉降的计算采用单向压缩分层总和法 – 土反力模型
• 倒楼盖模型，文克尔模型，明德林模型，改进明德 林模型
– 基础形式及规范
• 和内力计算一致
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7其它相关内容
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局部承压计算

计算方法：
Fl 1.35 c l f c Alபைடு நூலகம் Ab l＝ Al

两个概念
– 当前组合，目标组合
一个标高 地震作用 上部结构荷载的理解

– 荷载分布
荷载
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荷载选用原则
墙下条形基础可采用PM荷载或砖混荷载。 TAT, SATWE, PMSAP荷载 活荷载折减 TAT、SATWE―最大组合内力简图”与 JC―目标组合” 荷载参数按需要调整