大底盘高层建筑基础设计方法及软件研究

文章来源: 作者: 发布时间:2009年10月20日 点击数:
  

在大底盘高层建筑基础设计中,JCCAD软件能实现从沉降到内力、配筋计算,利用软件能实现《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008 )中推荐的变刚度调平的设计方法,以达到调整刚度、减小差异沉降等优化设计的设计原则。

上部结构与地基基础是一个整体,相互影响共同作用,由于地基基础计算复杂,上部结构计算是独立进行的,基础计算应该既读取上部结构荷载又要读取刚度。如不考虑刚度对计算结果的影响,差异沉降计算过大,往往不满足规范要求,整体弯矩计算失真,配筋过大。

荷载分布越不均匀,计算结果越失真。JCCAD程序已解决上部结构刚度凝聚并实现上部结构-基础--土共同作用的计算。

目前解决大底盘高层建筑不均匀沉降的办法一是设置沉降缝,止是设置施卜“后浇带”,待沉降基本稳定后再浇筑“后浇带”硅。后浇带是解决基础差异沉降的主要方法,以前程序没有后浇带计算功能。如将主体结构与裙房分开独立计算,则不能考虑浇注成一体后的不平衡内力的传递,内力计算结果失真,有时偏不安全,为了减小误差,对后浇带两侧应控制差异沉降。如不考虑后浇带存在整体计算,沉降与内力计算结果失真,不能反映后浇带

两侧的差异沉降,并无法预留差异沉降。JCCAD程序已成功解决后浇带布置与计算,并根据后浇带浇注时间设置布置浇后浇带前的加荷比例。

地基计算模型比较复杂,对于不同的结构形式和基础类型应选取不同的地基计算模型。JCCAD程序提供了四种典型模型,第一种是弹性地基梁板模型,它是一种简化模型,在计算中将土与桩假设为独立的弹簧;第二种是倒楼盖模型,为一早期手_}二计算常采用的模型,比较适用于上部结构刚度较高的结构(如剪力墙结构,没有裙房的高层框架剪力墙结构),桩与卜按刚性筏板假设计算出反力作用在筏板上按楼盖进行计算;第二种是单向压缩分层总和法(弹性解)模型,假设土与桩为弹性介质,采用Mindlin应力公式求取压缩层内的应力,利用分层总和法进行单元一竹点处沉降计算并求取柔度矩阵,根据柔度矩阵可求桩土刚度矩阵;第四种是单向压缩分层总和法(弹性解)改进模型,与模型二不同的是对土应力值进行修正,即乘0.51n(DcSa)。其中Sa‑为土表面结点间距,Dc为有效最大影响距离。JCCAD多种计算模型的提供使复杂的地基计算问题的解决更加有效。

人防荷载、地下水水浮力的计算在JCCAD程序里也成功解决。

通过对JCCAD软件相关部分的前、后处理,核心计算功能等方面的测试卜作,证明了JCCAD软件本课题相关内容实现的真实性和可靠性。

本着简单、实用而义准确、可靠的原则,课题通过JCCAD软件,给出了大底盘高层建筑基础设计计算理论的具体实现。为了验证具体软件实现的正确性,本课题进行了较为详尽的软件正确性验证}作。

课题成果已经在大量实际工程中得到应用。