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1、第27卷第3期广西土木建筑Vol.27No.32002年9月BUILDINGINGUANGXISep.2002[文章编号]1002-4115(2002)03-0148-03使用JCCAD计算弹性地基梁时应注意的问题程国红程秉坤(广西建筑科学研究设计院广西南宁530011)摘要结合工作经验,对应用JCCAD软件进行工程设计时出现的沉降值偏大以及计算模型的选取对计算配筋影响很大的情况进行了分析。关键词JCCADKij值地基梁地基模型[中图分类号]TU4[文献标识码]B2.1上部结构刚度对基础的影响1问题提出JCCAD用上部结构等代梁
2、法,按柱网轴线在应用基础结构设计软件JCCAD进行设将上部结构等代成刚度为地基梁刚度若干倍的计时,常遇到如下问题:¹计算得到的沉降值交叉梁系;将柱子假设为两端铰接,连接在基偏大;º地基梁的配筋因参数及选用模型的不础梁与上部结构等代梁之间,荷载仍作用于柱同而差异甚大。子节点上。在这种情况下,各节点位移差将减在此,根据本人实践并参考有关资料对这少,即地基梁的整体弯曲将减少,从而使整体些问题的具体情况进行介绍,并对造成的原因弯矩也随之减少,梁的局部弯矩起主导作用。这加以分析。样,当梁的跨度相差不太大时,其弯矩与配筋都会较为均匀,不会出
3、现局部配筋较大的情况。2原因分析在设计中,当上部结构有剪力墙时,考虑上部地基梁的配筋与地基反力的大小有着线性结构刚度对基础的影响这一点尤为重要。本人的关系。根据弹性理论分析,基底接触应力分曾在“白沙苑综合楼”的基础设计中深刻感受布规律取决于基础的刚度和地基变形条件两者到了这一点。该楼为一幢15层高的框架—剪力共同工作的结果。如果基础是柔性的,能随地墙结构建筑,其中地上14层,地下一层,为梁基土表面变形而变形,则基底反力分布形式与板式筏形基础。当未考虑上部结构刚度的影响2上部荷载分布形式一致,但基底各点的沉降却时,梁局部位置的配筋
4、达到46000mm,而当将不同。当基础刚度为绝对刚性时,基础本身不上部结构刚度的影响考虑进去后,该处的梁配2可能变形,基础底面保持一平面,地基沉降与筋降至17000mm。基础底面一致,所以基底接触应力受地基土的2.2地基模型选择的影响性质、基础埋置深度等因素影响,其分布与上JCCAD的地基模型有两种,模型1是文克部荷载分布不同。我们在设计梁板式筏基时,通尔模型,模型2是广义文克尔地基模型(弹性常假定基础是刚性的。半无限体模型)。地基模型的选择由沉降计算地在JCCAD程序中,影响地基反力分布及基模型系数Kij(i=j)来决定(Ki
5、j实际上就是考最终配筋结果的因素主要有上部结构的刚度与虑了土的应力应变扩散能力后的折减系数)。当地基模型的选择。故在应用该软件进行基础结Kij=0时,地基为文克尔模型;当Kij接近于1构设计时应特别注意,以使计算结果更加合理。时,地基为弹性半无限体模型。考虑到基础边第27卷第3期程国红等:使用JCCAD计算弹性地基梁时应注意的问题149缘反力过大,Kij取值范围一般在0.1～0.4之间。在文克尔模型中,地基某点的沉降仅决定于作用于该点上的压力,而和邻近的地基没有任何关系,也就是没有考虑地基中实际存在的应力和变形的扩散情况。而广义
6、文克尔地基模型则克服了文克尔假设的缺点,使地基具有扩散应力和变形的能力,理论上比较严谨细致。具图3基底设计反力图(kN/m*m)体则是通过整体基础沉降计算得到地基各点的注:基础平均沉降:142mm;X向倾角:-226/1000000;反力与竖向位移,据此求出各点地基刚度,然Y向倾角:561/1000000。基底平均附加反力:197kN/m*m。后按刚度变化率调整基床反力系数。确定基床Kij=0。反力系数的变化是广义文克尔地基模型的关键。当采用广义文克尔地基模型时,程序采用了变基床系数法来计算梁的内力。具体方法是预先选取假定的基床
7、系数值,通过迭代计算逐步接近真值,直到获得满足精度要求的解答为止。这种基床系数的值不但沿基底平面是变化的,而且在各轮逐次逼近计算中也不断变化。在计算时,只要在交互信息中输入一个负的基床图4地梁(或柱上板带每延米)配筋面积图(mm*mm)反力系数,程序将自动根据各区格反力与沉降比值的相对差异来调整各梁的基床反力系数的相对差异,使它们在输入基床反力系数附近上下变化,这样就可以考虑土之间的相互作用。一般来说,这种变化的结果是使边角部梁的基床反力系数提高,中部系数降低,即基础边缘反力加大,而中部反力降低,进而使配筋在基础图1基底设计反力
8、图(kN/m*m)注:基础平均沉降:142mm;X向倾角:-339/1000000;边缘和角部得到加强,中部减少。如图1～图4Y向倾角:804/1000000。基底平均附加反力:197kN/m*m。所示,当Kij分别取0及0.1时,基底各点反力Kij=0。是不同
