弹性地基梁板模型的适用性.pdf

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1、弹性地基梁板模型的适用性■康韶玮一同济大学，上海200000摘要：PKPM软件之JCCAD程序的桩筏有限元计算中的弹性地基粱板模型(桩和土按珥qNKLER模型)在工程设计中是从设计人到审图公司较为熟悉和偏于使用的一种计算模型，但其的适用性到底如何呢?本文通过工程比算，对这中计算模型的适用性进行了详细阐述。关键字：弹性地基粱板模型桩基反力桩刚度基础沉降ABSTRACT：theelasticfoundationbeamplatemodelinJCCADproeedureofPKPMsoftware，isuesdinthefini

2、teelementcalculationofpileraftfoundation(PileandsoilbyWINKLERmodel)．itisacomputationalmodelthatisoftenusedinengineeringdesignfordesignersanddrawing．itsappliea-bilityto?11lispaperdescribesindetailtheapplicabilityofthecaleula-fionmodelbycalculationandcomp蚵s∞．Keywords

3、：beam—platemodelontheelasticoundation；reactionforcesofpilecap；pilestiffness；foundationsettlementPKPM软件之JCCAD程序的桩筏有限元计算中的计算模型有四种，分别为弹性地基梁板模型(桩和土按WINKLER模型)、倒楼盖模型(桩及土反力按刚性板假设求出)、单向压缩分层总和法一弹性解Mindlin应力公式、单向压缩分层总和法一弹性解修正}0．51n(D／Sa)。按其用户使用说明，弹性地基梁板模型因其力学模拟简单，受力明确，对于上部结

4、构刚度较低的结构(如多层框架、多层框剪结构)适用，对于上部结构刚度较大的结构，则需根据经验调整基床系数来得到合理的结果。而在工程设计中过程，这一计算模型是从设计人到审图公司较为熟悉和偏于使用的一种计算模型，那么这一计算方法的适用性如何呢?本文就此问题以实际工程进行了计算模型1单独分析和模型1、4的对比分析。1工程概况该项目位于上海市松江区，为一个公共体育办公用房，地上18层，地下2层，建筑高度为79．1nl。建筑面积45223．0m2。建筑抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度值为0．059，场地类别Ⅳ类，场地特征周期0．90

5、s。结构主体采用框架、一剪力墙体系，抗震等级二级；结构基础采用桩筏基础，基桩采用‘p600的钻孔灌注桩，单桩承载力特征值为3500KN。2计算模型和相关公式简介2．1计算模型弹性地基梁板模型(桩和土按WINKLER模型)在计算中将土与桩假设为独立的弹簧，通过整体基础沉降计算得到地基各点处的反力与竖向位移，由此求出各点地基刚度，然后按刚度变化率调整基床反力系数，最终求得反力。单向压缩分层总和法一弹性解修正·0．5In(D／Sa)则在计算中将土和桩假设为弹性介质，采用Mindlin应力公式求取压缩层内的修正的应力，利用分层总和法

6、进行单元节点处沉降计算并求取柔度矩阵，根据柔度矩阵求得桩土刚度矩阵，从而最终求得沉降和反力。2．2相关公式有关单桩及群桩刚度实用计算方法为基础的弹性地基梁板模型相关公式不在本文赘述，详见用户手册⋯中lO．1．5节。分层总和法：国家现行地基规范附录【3JR中公式R．0．1s=帅∑mj=1∑nji=1叮j，iAhj，WEsj，i式中s——桩基最终计算沉降量(film)；m——桩端平面以下压缩层范围内土层总数；Esj，i——桩端平面下第j层土第i个分层在自重应力至自重应力加附加应力作用段的压缩模量(MPa)；·8·nj——桩端平面

7、下第j层土的计算分层数：Ahj，i——桩端平面下第j层土的第i个分层厚度(m)；盯j，i——桩端平面下第j层土第i个分层的竖向附加应力(kPa)可分别按本附录R．0．2或R．0．4的规定计算。巾p——桩基沉降计算经验系数，各地区应根据当地的工程实测资料统计对比确定。采用明德林应力公式进行桩基础沉降计算时，则应符合附录R中第R．0．4条和桩基规范相关规定14J，从而得出单向压缩分层总和法沉降计算公式公式R．0．4—8S=mpQ／口∑mj=l∑nji=1ahj，WEsj，i∑nk=1[alp，k+(1一仪)Is2，k]3试验方法

8、及成果为检验桩长与桩刚度、土层压缩模量以及沉降之间的关系，我们采用两组模型进行试验。(1)将桩径和桩基承载力固化，修改桩长或者假定的压缩模量进行沉降比较。(2)将桩径、桩基承载力、压缩模量均固化，采用计算模型l和4进行沉降比较。表1各±层均使用单一的假定压缩模■50Mpa。比较桩长与各参数