桩伐、筏板有限元计算

1.打开PKPK—JCCAD—基础人机交互输入进入，选择重新输入基础数据点击确定2.点击参数输入—基本参数----参照规范把各个参数填好—确定3.网格节点—网格延伸—根据地基承载力确定筏板外挑多少确定轴线延伸距离4.网格延伸后—荷载输入—读取荷载—左边框中选择荷载来源—SA Twe荷载5.进入筏板—单击围区生成—新建—输入筏板厚度和板底标高（标高要根据±0按实际填写这样筏板上的覆土重量才能计算准确—单击确定—选择你所新建的筏板—单击布置—挑出宽度暂且不变（200）以后看地基反力，如果反力比地基承载力大的话，把挑出宽度改大，反之改小—把下面的布置子筏板勾掉，这个子筏板只有在有筏板面标高不一致的情况下才能用到，比如讲电梯基坑—然后把筏板布置好6.筏板—筏板荷载—单击你所布置的筏板,把单位面积覆土中，筏板以上荷载写上（单位面积覆土中就是土的厚度X20（土的容重），土的厚度要计算好，是室内地面到筏板顶得距离，不是筏板的底标高（差个筏板厚度），荷载恒载标准值就是室内地面的建筑做法你填写1.5足够了，活载按照室内的功能按荷载规范取值，住宅取2.0，商铺取3.5以此内推。

7.如果是柱下筏板的话就要用柱下筏板来验算筏板厚度能不能满足冲切要求，如果是剪力墙的话就要用内筒冲切来验算了，冲切不满足的话要加大筏板厚度，或者是柱的话就做上柱墩或板下柱墩都可以。

一般加大筏板厚度。

8.主菜单—重心校核—选荷载组—这里要选择两次—一次选择标准组合查看荷载的反力和地基承载力那个大，反力比地基承载力小就满足要求了。

在一次就是用荷载的永久组合—这次看荷载重心和筏板的形心是否偏小距离不大于1.0，小于就满足要求，大于就要调整，直到满足为止。

图形上有二者的偏心图形，你看看就明白了，还有偏心的确定坐标，就是重心坐标和筏板的形心都有坐标，你一减就知道了他们之间确切偏心距离了。

9.点击退出—桩筏、筏板有限元计算—单击进入—第一次网格划分—模型参数—把筏板的混凝土强度等级和筏板主筋和箍筋级别填对，别的把地基承载力确认一下,这里如果不要考虑上部结构刚度的话就不用修改别的参数了。

JCCAD常见问题解答JCCAD常见问题解答5.1 地质资料输入:（5）5.2 基础人机交互输入:（19）5.3 基础梁板弹性地基梁法计算：（15）5.4 独立桩基承台计算:（3）5.5 桩筏及筏板有限元计算:（3）5.6 基础平面施工图:（4）5.7 弹性地基梁施工图绘制:（5）5.8 桩基设计:（7）5.9 桩基承台详图:（5）5.1 地质资料输入[/center]1:在观察土层剖面时，在单元之间相交处出现剖面突变，而在单元内不变的原因？答：可能原因是单元节点编号顺序不对，应为顺时针。

2:地质资料文件是否可以不填？答：对于土层分布及参数未知的情况，地质资料文件可以不填，这样在进行桩承台设计时要补充一些数据如确定桩长等，在桩筏计算时中还要自己确定单状刚度值等数据，对于其它类型基础没有地质资料文件将不能进行沉降计算，而对其它计算则无影响。

3:由于现在各地的规范与规程在单桩承载力计算时取值不一致，有时勘察单位给出部分参考数据，如何使用此程序？答：根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力是应用多年的传统方法，广泛应用于各种桩型尤其是预制桩更是积累了丰富经验。

《建筑桩基技术规范》给出了预制桩（229根试桩统计）、水下钻（冲）孔桩（73根试桩统计）、沉管灌注桩（138根试桩统计）及干作业钻孔桩（15-根试桩统计）的经验计算式。

《建筑桩基技术规范》是《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）和《灌注桩基础设计与施工规程》（JG14-80）的提高和完善。

本程序现在只提拱《建筑桩基技术规范》的计算方法，在继续完善过程中将进一步为用户提供上海、天津、沈阳等地方规范或规程的计算方法。

4:如果只有一点、二点或在一直线的多点，如何填写数据？答：对于以上无法形成三角形网格的情况，三角形单元数填0。

5:在物理力学参数的填写说明里提到土质的上、中、下是什么含意？答：对于有些土无法用具体的物里量描述，如淤泥等。

高层建筑上部结构-桩筏基础-地基共同作用有限元分析摘要：本文采用有限元方法研究了高层建筑上部结构-桩筏基础-地基的相互作用和影响。

研究表明：增加筏板的厚度，对基础的沉降是有利的，可以减少一定的基础差异沉降和最大沉降值，增加地基土的荷载分担比；若地基土变形模量增加，地基土分担的上部荷载增加，桩顶的反作用力将趋于平均；随着房屋高度的增加，基础的整体沉降和差异沉降呈现出非线性趋势，土体对荷载的分担比增加，桩的分担比降低；随着筏板和上部结构组成的结构体系整体刚度增加，荷载更趋于集中在角桩和边桩上；关键词：上部结构；桩筏基础；地基；共同作用；有限元；0引言高层建筑的上部结构、基础和地础是一个有机整体，三者共同作用。

工程界部分设计人员进行设计时常采用的方案是分别计算上部结构和基础模型。

在建筑结构设计时，上部结构内力分析时未考虑基础差异沉降，将基础视为绝对刚性体；在基础的设计中，不考虑基础土的承载力，假设荷载都由基础承载，上部荷载分布在各桩上。

实际工程表明，基础的差异沉降是普遍存在的，差异沉降改变了筏板底部反作用力，桩顶反作用力的分布以及上部结构的次生应力。

因此，进一步研究高层建筑上部结构和桩筏基础与地基的相互作用，对高层建筑设计安全性经济性具有重要意义。

2002年，贺武斌等人[1]进行了群桩试验，研究了群桩基础中承台、桩和土体的共同作用，并对工程实践提出了一些建议。

2010年，张忠苗等［2］通过现场实测分析某工程，表明采用共同作用设计方案的工程，建筑物沉降较小且较为均匀，能满足使用要求。

它还表明数值分析方法可用于解决工程问题。

2013年，韩小雷[3]研究了复合地基-筏板基础-上部结构相互作用体系的动力弹塑性分析。

2017年，周峰等［4］采用数值计算方法模拟分析了桩筏基础桩土共同作用，分析结果与现场试验数据进行比较，验证了数值分析的合理性和可靠性。

1 共同作用模型的建立该模型的案例是一幢16层的高层建筑。

框架柱的横截面尺寸为0.70m×0.70m，梁横截面尺寸为0.30m×0.60m，楼板厚度为0.12m；梁板柱砼等级为C30；采用桩筏基础，桩均匀排列。

建研院关于桩筏计算几个问题的解答说明：本贴是转自其它结构论坛。

本着有利于大家设计水平提高的原则特转贴至此。

如有不妥之处，请原论坛及贴子的原创作者[lkyjxm]给予谅解。

（本人将表示深深的歉意！）谢谢！最后，再一次对于贴子的原创作者[lkyjxm]表示感谢！我在做我的第一个桩筏基础时，遇到几个基础的问题，请教了建研院的朱春明老师，现在贴上来和大家共享，希望能对象我一样刚工作的新手有用：1、在《JCCAD用户手册ji技术条件》附录C列举了基床反力系数K，可以根据筏板底的土类别确定板底的K（譬如黄土取40000～50000），也可以由桩的情况确定板底的K(譬如穿过弱土层达到密实砂层取5000～150000）。

我觉得这只适合一般的筏板基础（没有桩的情况；或者有桩时，但是将桩和土一起看成地基）。

我的理解对吗？答：你的理解正确.只适合一般的筏板基础，桩筏应用有限元计算。

2、我计算一个17层框剪的桩筏基础梁，截面900x2000。

我的理解是：如果采用“天然地基、常规桩基（外荷载完全由桩基承担）”时，可以不考虑板底土的作用，板底基床反力系数完全可采用“0”。

而这样计算配筋特别大，配了47根32的三级钢。

答：板底基床反力系数完全可采用“0”，但桩的刚度不可为“0”。

如有地质资料程序自动求解。

如没有地质资料计算会出现你的问题。

如果不是我说的问题出现配筋特别大，应考虑上部结构刚度。

（后来我考虑上部刚度后确实改善了。

）我上面的问题出在哪里？如果板底基床反力系数不为“0”，该如何取K？既然基床反力系数不为“0”，那又如何解释外荷载完全由桩基承担？如果采用“复合地基（桩基规范JGJ94-94）”,我觉得这个板底的K该如何取，我想应该不能象一般的筏板（没有桩）那样根据筏板底的土类别确定板底的K。

答：你的问题是没有地质资料。

3、同样是上面的例题，我采用了另外一种方法处理，由桩的情况确定K(譬如穿过弱土层达到密实砂层取5000～150000），那么此时我就可以由“基础梁板弹性地基梁法计算”求得梁、板的配筋。

桩伐筏板有限元计算有限元计算（Finite Element Analysis，FEA）是一种工程分析方法，通过将结构或材料划分成有限数量的离散单元，并在数学模型中考虑这些离散单元的行为，来预测和评估结构的性能和行为。

在这篇文章中，我们将介绍桩伐和筏板的有限元计算。

桩伐是指在建筑工程中，为了增强地基承载能力而采用的一种工法。

通常情况下，桩伐是通过埋设混凝土桩或钢筋混凝土桩来增加地基承载能力。

有限元计算可以用来预测桩伐的受力情况和位移变形。

在桩伐的有限元计算中，首先需要构建合适的数学模型。

这个模型一般由桩体和周围土壤构成。

桩体通常被建模为线性或非线性材料，而土壤可以通过各种本构模型进行建模，如弹性、弹塑性等。

然后，通过网格划分将结构离散化，然后在每个单元中建立有关材料和几何信息的方程。

最后，通过求解方程组，可以获得桩伐的受力和变形情况。

桩伐的有限元计算可以用来评估桩的受力情况和位移变形，以确定桩的设计是否安全可靠。

通过对不同参数的变化进行模拟分析，可以进行优化设计，提高桩伐的效果。

例如，可以通过改变桩的直径、深度、间距和材料等参数来研究对桩伐性能的影响。

筏板是建筑工程中一种常用的基础结构，用于分散和承载建筑物的荷载，保证建筑物的稳定性。

有限元计算可以用来研究筏板的承载能力和位移变形。

在筏板的有限元计算中，需要将结构分解成离散单元，并建立相应的数学模型。

筏板通常被建模为弹性材料，土壤可以根据实际情况选择合适的本构模型。

然后，通过对结构施加荷载，可以计算出筏板的受力和变形情况。

筏板的有限元计算可以用来预测筏板的荷载承载能力和变形情况，评估其设计的合理性。

通过在模型中引入不同参数进行模拟分析，可以优化筏板的设计，并提高其受力性能。

例如，可以研究不同材料、厚度和几何尺寸对筏板性能的影响。

总之，有限元计算是一种有效的工程分析方法，可以用来预测和评估桩伐和筏板的受力和变形情况。

通过对不同参数进行模拟分析，可以进行优化设计，并提高结构的性能和可靠性。

最近正打算学习10版PKPM的基础设计部分，在论坛上找了很久，发现关于JCCAD的具体参数设置的资料很匮乏。

对于新手来讲，SATWE的参数讲义已经很全面，坛子上很容易便能找到，但真正复杂的JCCAD却很难系统的学习。

因此便想开个帖子记录下自己的学习心得，一来总结自身知识，二来更是抛砖引玉——既然没有前辈总结，那我便自己总结出来再请前辈指导如何？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。

若单纯只是学习的同学，也请不要做无意义的顶贴，赚土木币的方式很多，单纯水帖的行为会影响大家的阅读，在此先行谢过。

不多废话，进入正题。

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。

土参数及标准孔点的土层参数均参照各工程勘探报告。

在此应注意的是绝对标高与结构标高的换算关系。

“如填0，要求地质资料标高系统与基础输入的结构标高系统要一致；如不是0，则地质资料与基础输入的结构标高系统可不一致。

”——朱春明《JCCAD软件及基础设计》Ps：关于JCCAD内所有参数的标高输入，分两种情况。

PKPM软件JCCAD筏板基础设计步骤举例一、地质资料输入1、PKPM软件的JCCAD部分进行基础设计时，不一定要输入地质资料。

对于无桩的基础，如果不进行沉降计算，则可以不输入地质资料；如果要进行沉降计算，则需要输入地质资料。

输入土的力学指标包括：压缩模量、重度。

对于有桩基础，如果不进行单桩刚度及沉降计算的话，可以不输入地质资料；否则就要输入。

输入土的力学指标包括：压缩模量、重度、状态参数、内摩擦角和粘聚力。

2、在PKPM软件主界面“结构”页中选择“JCCAD”软件的第一项“地质资料输入”，程序进入地质资料输入环境，如下图所示：3、土层布置给地质资料命名之后，开始进行土层布置，点击右侧菜单“土层布置”，如下图所示：弹出土层参数对话框，显示用于生成各勘测孔柱状图的地基土分层数据，如下图所示：4、输入孔点单击“孔点输入”→“输入孔位”，以相对坐标和米为单位，逐一输入所有勘测孔点的相对位置。

孔点输入结束后，程序自动用互不重叠的三角形网格将各个孔点连接起来，并用插值法将孔点之间和孔点外部的场地土情况计算出来。

如下图所示：程序要求孔点形成的三角形网格互不交叉，互不重叠。

如孔点位置十分复杂，程序自动形成的网格不能满足上述要求，可以通过“网格修改”命令由人工修改完成。

点击“修改参数”，点取已输入的孔点，弹出孔点土层参数对话框，如下图所示。

对话框中显示的是标准孔点的土参数，应按各勘测孔的情况修改表中的数据，如土层低标高、土层参数、空口标高、探孔水头标高等。

空口位置一般不采用绝对坐标，不必修改孔口坐标。

如某一列各勘测孔的土参数相同，可以选择“用于所有点”，以减少修改土层参数的工作量。

“复制”用于复制参数相同的孔点，“删除孔位”用于删除多余或输入错误的孔点。

程序除完成地质资料输入外，还可以在此基础上生成孔点土层柱状图、孔点剖面图、土层剖面图、土层和水头的等高线图及孔点平面图等，还可以进行承载力和沉降计算。

二、基础参数设置在PKPM主界面选择“JCCAD”的第二项“基础人机互输入”，程序进入基础交互输入环境。

筏板基础计算pkpm平板筏基建模方法目前工程中，“柱下或者剪力墙下平板式筏板”在pkpm里计算，简单概括有三个方法:“倒楼盖”“弹性地基梁法”“桩筏筏板有限元计算”。

具体到用“弹性地基梁法”(即jccad中第三个菜单)计算“柱下或者剪力墙下平板式筏板”的操作步骤是什么，这个流程是什么下面具体罗列:1、首先要按地勘报告输入地质数据，用于沉降计算。

非常重要。

2、在菜单2中输入筏基模型，注意筏板一般要挑出，因此首先用网格延伸命令将网格向外延伸一个悬挑长度，然后定义并布置筏板，给出厚度和埋深，并做柱和墙的冲切验算，看看板厚是否满足要求，如不满足，可以加柱帽(注:加柱帽的功能在“上部构件”的菜单中)。

3、输入筏板荷载，如果是平板式基础，可以直接布置板带，程序自动确定板带翼缘宽度形成地基梁模型。

也可以不布置板带，直接定义地基梁形成梁元模型。

4、进入菜单3，按梁有限元法计算筏板。

首先需要计算沉降，这里有个非常重要的概念，就是地基模型的选用。

程序用模型参数kij(默认为0.2)来模拟不同的地基模型，kij=0的时候，为经典文克尔地基模型，kij=1的时候，为弹性半空间模型，不明白看教材。

一般软土取低值0~0.2，硬土取高值0.2~0.4。

其它参数不难理解，不赘述。

梁元法程序提供两种沉降计算模式，刚性沉降和柔性沉降。

柔性沉降假定筏板为完全柔性，而刚性沉降则假定为完全刚性。

计算完成后，程序用求出的各区格反力除以其沉降值得到各区格的地基刚度值，然后转换为地梁计算用的地梁下的基床反力系数，这样便确定了基地的反力分布，用于下一步的内力计算。

沉降计算是筏板计算的核心步骤。

4、基床系数k的合理性判断。

沉降计算完毕后，计算数据中会给出各区格的地基刚度，即基床系数。

这个系数一般要比建议值小很多。

基床系数的合理性，关键看沉降计算结果。

可用规范分层总和法手算地基中心点处的沉降值作比较。

如出入大，应调整基床系数使其接近手算值。

因此，用软件算连续基础，实际上就是对基床系数的校核。

5.9.6JCCAD桩承台计算和筏板有限元计算结果差异简析用JCCAD进行基础设计的时候，对于桩承台基础而言，既可以用“桩基承台及独基沉降计算”，也可以用“桩筏筏板有限元计算”菜单进行计算分析。

但两个菜单的计算结果通常都不一样，尤其是用户比较关注的单桩反力的计算结果以及承台的配筋结果往往有比较大的差异。

1.计算模型假设不一样“桩基承台及独基沉降计算”菜单里所有桩承台是假定为刚性体，即承台的受力变形情况是符合平截面假定的，承台本身没有变形。

而在“桩筏筏板有限元计算”菜单里，程序把桩承台视为筏板进行内力分析和配筋计算，承台本身可以根据上部荷载、本身刚度分布以及地基刚度分布自由变形。

所以，对于桩反力而言，“桩基承台及独基沉降计算”菜单由于承台被假定为刚性体，只是一个传力构件，计算结果较为均匀，尤其是只有竖向作用时，同一承台下所有桩的桩反力都一样，而“桩筏筏板有限元计算”菜单因为承台被视为筏板，上部荷载的分布以及筏板本身的变形等因素会影响承台底部荷载的分布以及筏板本身的变形等因素会影响承台底桩反力分布，同一承台下的桩反力通常都会有差异。

通过比较可以看出，在只考虑竖向荷载情况下“桩承台及独基沉降计算”菜单里，桩反力最大值最小值及平均值均相同。

而“桩筏筏板有限元计算”菜单里桩反力值有明显差异。

另外，因为桩承台计算菜单里桩承台被假定为刚性体，计算配筋的时候只有基础底面钢筋，基础顶面不用配筋。

筏板有限元计算菜单里桩承台被假定为筏板，筏板有一定刚度，可以自由变形，原则上筏板上部和筏板下部都应该配置钢筋。

“桩基承台及独基沉降计算”菜单里，承台配筋只有两个方向的基础底面钢筋。

而“桩筏筏板有限元计算”菜单里，每个网格的配筋有四个值，分别为两个方向的上部钢筋和下部钢筋。

2.基础以上覆土重以及基础自重计算方法不一样两个菜单计算基础以上覆土重以及基础自重的时候，计算控制参数以及计算方法都有一定差异。

桩承台计算时，可以由程序自动计算覆土重，也可以由用户手工输入“单位面积覆土重”。

人机交互输入里承台底标高会影响哪些计算？承台底标高是比较重要的一个参数，它的取值影响到几个方面：第一、影响承台覆土重的计算，程序根据此值与PMCAD中实际输入的柱底标高值的差值乘以土含基础部分的近似容重20得出作用在基础底面的基础自重和覆土重之和。

第二、影响承台底面积计算时的弯矩，程序根据此参数自动将柱底剪力换算成基底弯矩；第三、程序根据此标高值和地质资料中的孔点标高进行对应从而影响桩长计算及桩承台沉降计算结果。

构造柱不生成基础，在程序中要怎么处理？可以用【荷载输入】菜单里的“无基础柱”将这类构造柱设置成无基础柱，程序会自动将构造柱传来的荷载分配到周围墙上。

自动生成柱下独基时，基础底面形心及转角怎么确定？当计算位置没有独基时：程序取柱形心和转角当作独基的底面形心及转角；基础上是异型柱时取异型柱外接矩形的中点作为基础的形心；基础上由多根柱时取基础上几个柱的外接矩形中点作为基础的形心。

2）当计算位置有独基时，取已有基础的底面形心及转角进行基础验算。

当基础底面尺寸、高度或配筋不满足承载力要求时自动加大相应的数据。

什么样的基础可不进行抗震承载力验算？JCCAD能自动判断吗？《抗震规范》4.2.1条规定：下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：1.本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。

2.地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑：1）一般单层厂房和单层空旷房屋；2）砌体房屋；3）不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋；4）基础荷载与3）项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。

JCCAD程序并没有自动判断是否需要读取地震作用工况。

当要设计的工程不需要进行抗震承载力验算时，应该在读取荷载话框中将两个方向的水平地震作用和竖向地震作用的勾去掉，则基础设计的荷载组合中就不会出现地震荷载组合。

如果上部结构计算时没有考虑地震作用，则在对话框中不会出现地震工况。

JCCAD中的标高正负0是怎么定的？JCCAD软件中基础人机交互输入程序有多处需要用户输入标高信息，如上部结构的柱底、墙底标高，室、外地坪标高，梁式基础覆土标高，各类基础底标高，拉梁、圈梁顶标高，地质资料中的标高数据等。

1 JCCAD“基础人机交互输入”中各菜单内容的含义1.1 参数输入1.1.1基本参数：1地基承载力：“规范的选择”：目前基本上就三种：北京地区的选北京规范；上海地区的选上海规范；其它外省市的选全国规范（综合法）。

“确定地基承载力所用的基础埋置深度d”：注意此值不能为负值。

承载力修正基础埋置深度，一般应自室外地面标高算起。

对于地下室，采用筏板基础也应自室外地面标高算起，其他情况如独基、条基、梁式基础从室内地面标高算起。

“浅基础地基承载力抗震调整系数”：其初始值为1.0。

该值即γRE2基础设计参数：“基础归并系数”：指独基和条基截面尺寸归并时的控制参数，程序将基础宽度相对差异在归并系数之内的基础自动归并为同一种基础。

其初始值为0.2。

建议填0.01不让程序自己归并（如果填0，对于一模一样的基础程序都不会归并）。

“拉梁承担比例”：用于基础拉梁所承担比例。

这个不用。

因为有拉梁在建模型的时候就建进去了。

不会在基础里面来输入拉梁“结构重要性系数”：对所有部位的混凝土构件有效，应按《混凝土规范》第3.3.2条采用，但不应小于1.0。

3其它参数：“人防等级”：可选不计算、或者选择人防等级为4－6B级核武器或常规武器中的某一级别。

“底板等效静荷载、顶板等效静荷载”：选择了“人防等级”后，对话框会自动显示在该人防等级下，无桩无地下水时的等效静荷载。

用户可以根据工程的需要，调整等效静荷载的数值。

注意：对于筏板基础，如采用【5桩筏筏板有限元计算】的计算方法，则“底板等效静荷载、顶板等效静荷载”的数值，还可在【5桩筏筏板有限元计算】 【模型参数】菜单项中修改，但“人防等级”参数必须在此设定；如采用【3基础梁板弹性地基梁法计算】的计算方法，则只有在此输入。

“单位面积覆土重【覆土压强】”：该项菜单用于基础覆土计算，如勾选“自动计算”则程序自动取“其他参数”的标高参数与基础底标高差值作为土层厚度计算覆土重，如果勾选“人为设定”，则程序取人为输入的覆土压强计算基础覆土重。

第6节优化设计节省材料的有效措施合理的结构设计应是在满足规范要求和足够安全的前提下，最大限度地节约材料和造价，实现建筑真正的绿色和环保。

当前主要的问题是当前普遍应用的软件中对很多问题的处理存在不全面、粗放的状况，我们首先从几个方面详细梳理了现软件存在的问题，这些问题将直接导致结构钢筋、混凝土等材料的浪费和造价的增加。

6.1 当前软件主要问题1. 计算模型落后甚至不正确的若干方面（1）基础筏板、桩筏或桩承台有限元计算常给出配筋异常大的结果；（2）楼板按照单房间的导致支座钢筋偏大；（3）基础冲切计算流程错误导致筏板承台厚度过大；（4）承台独基与地基梁的重复计算造成重复布置2. 采用的算法不完全满足规范要求的若干方面（1）剪力墙边缘构件配筋的单肢分段式配筋方式配筋过大或不够；（2）柱剪跨比按简化计算方法常导致短柱过多超限过多；（3）型钢混凝土柱的配筋按不同规程才可优化3. 采用的过于简化的计算模型的若干方面（1）对弹性时程分析结果等需地震放大情况只能作全楼统一的地震作用放大；（2）对活荷载的折减系数、重力荷载代表值系数只能设置全楼统一的数值；（3）施工模拟计算不能胜任目前多种工程需要；（4）转换梁按照梁杆件计算模型导致易发生抗剪抗弯超限；（5）地下室外墙的计算模型不合理导致地下室外墙过大的配筋设计；（6）基础考虑上部楼层刚度的计算不全面；4. 设计观念已经落后的若干方面设计梁时应考虑板的共同作用从而减少梁的配筋。

5. 计算模型粗放忽略了结构有利要素的若干方面（1）地下1层以下地下室的不需按抗震设计；（2）梁配筋计算没有考虑支承梁的柱的宽度影响；（3）应正确区分框架梁与非框架梁；6. 涉及优化的关键环节缺失的若干方面（1）基础承载力验算；（2）基础冲切计算；（3）柱对筏板的冲跨比计算；（4）柱剪跨比；（5）防水板和桩的抗浮计算7. 不开放接口的封闭观念综上所述，针对以上问题逐个解决，就可开发出优化设计、有效地节省材料和造价的结构设计软件系统，从而进一步实现绿色建筑目标。

第２４卷第１８期袁凡凡等．筏板一桩一土相互作用的三维理望丝查堡垂坌堑：：和桩一土体系作为２个子结构分别进行数值计算。

通常采用薄板单元模拟筏板；而一般采用不同的桩一土简化模型【２’３１模拟桩一土相互作用体系，由此发展到不同的桩筏基础分析方法【４￣１２】。

但这些方法主要适用于弹性分析，尚未考虑土的非线性特性和筏板一土、桩一土的非线性接触特性。

本文利用无厚度接触面单元模拟筏板一桩一土的非线性接触特性，同时采用Ｄｒｕｃｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ弹塑性本构模型描述土的非线性特性，运用三维有限元分析软件ＡＢＡＱＵＳ对筏形基础工作性能与承载机理进行了数值计算。

根据计算所得到筏板一桩一土体接触表面上法向应力和摩擦应力的分布情况及土的塑性变形发展情况，考察了筏形基础中筏板和桩的承载力分担比（即筏板和桩各自承担外荷载的比例），以此探讨桩筏基础的承载性能。

２有限元数值计算模型对于图１所示的桩筏基础，考虑到今后要进行模型试验验证，算例中的筏板基础整个计算模型的尺寸相对较小。

为研究桩筏地基的应力和变形情况，（ａ）模型立面图（ｂ）模型剖面图（ｄ）地基土体图１筏板一桩一土数值计算数值模型Ｆｉｇ．１Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｒａｆｔ—ｐｉｌｅ—ｓｏｉｌｓｙｓｔｅｍ在模型中设置了６个观测点，其中矿，４＃，５＃，６”点为筏板与土体接触表面上的点，３井点为筏板与土体接触表面的中心点，１＃点处于筏板中心下方０．２４ｍ处的点。

３非线性接触面模型与土的本构模型由于筏板、混凝土桩基与土的变形及强度特性相差较大，在外力作用下，其界面有可能会产生相对错动、滑移或开裂。

为了模拟这些物理现象，在有限元数值分析中，在混凝土和土这２种性质差别很大的材料之间设置接触面单元。

接触面特性采用Ｃｏｕｌｏｍｂ摩擦接触模型描述，即接触面间的相互切向运动初始为０，当界面上的切向力达到临界摩擦力时开始发生相对切向运动。

如图２所示，临界摩擦力≈由Ｃｏｕｌｏｍｂ摩擦定律确定，即％＝／ｔｐ（１）式中：∥为界面的摩擦系数。

PKPM软件JCCAD筏板基础设计步骤举例一、地质资料输入1、PKPM软件的JCCAD部分进行基础设计时，不一定要输入地质资料。

对于无桩的基础，如果不进行沉降计算，则可以不输入地质资料；如果要进行沉降计算，则需要输入地质资料。

输入土的力学指标包括：压缩模量、重度。

对于有桩基础，如果不进行单桩刚度及沉降计算的话，可以不输入地质资料；否则就要输入。

输入土的力学指标包括：压缩模量、重度、状态参数、内摩擦角和粘聚力。

2、在PKPM软件主界面“结构”页中选择“JCCAD”软件的第一项“地质资料输入”，程序进入地质资料输入环境，如下图所示：3、土层布置给地质资料命名之后，开始进行土层布置，点击右侧菜单“土层布置”，如下图所示：弹出土层参数对话框，显示用于生成各勘测孔柱状图的地基土分层数据，如下图所示：4、输入孔点单击“孔点输入”→“输入孔位”，以相对坐标和米为单位，逐一输入所有勘测孔点的相对位置。

孔点输入结束后，程序自动用互不重叠的三角形网格将各个孔点连接起来，并用插值法将孔点之间和孔点外部的场地土情况计算出来。

如下图所示：程序要求孔点形成的三角形网格互不交叉，互不重叠。

如孔点位置十分复杂，程序自动形成的网格不能满足上述要求，可以通过“网格修改”命令由人工修改完成。

点击“修改参数”，点取已输入的孔点，弹出孔点土层参数对话框，如下图所示。

对话框中显示的是标准孔点的土参数，应按各勘测孔的情况修改表中的数据，如土层低标高、土层参数、空口标高、探孔水头标高等。

空口位置一般不采用绝对坐标，不必修改孔口坐标。

如某一列各勘测孔的土参数相同，可以选择“用于所有点”，以减少修改土层参数的工作量。

“复制”用于复制参数相同的孔点，“删除孔位”用于删除多余或输入错误的孔点。

程序除完成地质资料输入外，还可以在此基础上生成孔点土层柱状图、孔点剖面图、土层剖面图、土层和水头的等高线图及孔点平面图等，还可以进行承载力和沉降计算。

二、基础参数设置在PKPM主界面选择“JCCAD”的第二项“基础人机互输入”，程序进入基础交互输入环境。

筏板基础沉降的有限元分析和简化计算
随着城市的发展,高层建筑日益增多,独立基础已经不能满足高层建筑对地
基承载力和稳定性的需求,而筏板基础凭借可以提高结构整体刚度、调节不均匀沉降、对地基承载力要求较低等优点,得到了广泛的应用。

筏板基础的沉降问题也已经成为基础工程中的重要课题。

与独立基础的沉降计算相比,关于筏板基础沉降计算的研究还不够成熟,沉
降计算方法种类繁多、过程复杂,各方法计算结果相差甚远,而且目前为止,没有形成统一的规范。

本文就主要研究筏板基础的沉降问题,并提出筏板基础沉降的简化计算方法,即如何将筏板基础沉降简化成独立基础沉降进行计算。

基于前人对筏板基础的研究,本文通过大型有限元软件,依托实际工程案例,针对框架结构下的平板式筏板基础,建立多组有限元模型,对筏板基础沉降进行
了一系列研究。

首先建立合理的有限元模型,分析筏板基础沉降的影响因素,包括板厚、柱距、外荷载、压缩层厚度和筏板边缘外伸长度对筏板基础沉降的影响,为筏板基础的简化计算提供依据。

然后,通过函数拟合的方法,找出了筏板基础沉降的简化计算条件,即柱距与柱轴力满足何种关系时,可以将筏板基础沉降问题简化成独立基础沉降进行计算。

最后,运用量纲分析法推导出简化后独立基础尺寸的计算公式。