廣廈基礎(chǔ)CAD第03章.doc

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第3章 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 1 快速入門 廣廈建筑結(jié)構(gòu)CAD安裝后，在Exam子目錄下有一個(gè)工程實(shí)例：基礎(chǔ).prj。工程師在用錄入系統(tǒng)生成基礎(chǔ)CAD數(shù)據(jù)并用SSW計(jì)算后，可參考如下輸入要點(diǎn)，快速掌握樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法。 實(shí)例見：Exam\基礎(chǔ).prj，平面如下： 進(jìn)入“廣廈基礎(chǔ)CAD”。 選擇“讀取墻柱底力”菜單，彈出對(duì)話框，選擇讀取SSW計(jì)算的上部結(jié)構(gòu)墻柱底內(nèi)力。 選擇“總體信息樁基礎(chǔ)總體信息”菜單，彈出如下對(duì)話框，輸入樁基礎(chǔ)總體信息。 1.1 單柱下樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 點(diǎn)按“基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─單柱樁基”，彈出如下對(duì)話框輸入單樁豎向抗壓承載力特征值500kN和單樁豎向抗拉承載力特征值400kN。 確認(rèn)后，光標(biāo)窗選柱1和柱11，自動(dòng)布置和計(jì)算柱1和柱11單柱樁基礎(chǔ),并自動(dòng)填寫樁基礎(chǔ)承臺(tái)大樣表。繪圖板上出現(xiàn)： 1.2 墻下樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 光標(biāo)窗選墻16，自動(dòng)布置和計(jì)算墻16下樁基礎(chǔ),并自動(dòng)填寫樁基礎(chǔ)承臺(tái)大樣表。繪圖板上出現(xiàn)： 1.3 多柱下樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 點(diǎn)按“基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─多柱樁基”，彈出對(duì)話框確認(rèn)后，光標(biāo)窗選柱4和柱12，回車，自動(dòng)布置和計(jì)算柱4和柱12下樁基礎(chǔ),并自動(dòng)填寫樁基礎(chǔ)承臺(tái)大樣表。繪圖板上出現(xiàn)： 1.4 多墻柱下樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 光標(biāo)窗選柱6和墻17，回車，自動(dòng)布置和計(jì)算柱6和墻17下樁基礎(chǔ),并自動(dòng)填寫樁基礎(chǔ)承臺(tái)大樣表。繪圖板上出現(xiàn)： 1.5 讀取上部結(jié)構(gòu)平法施工圖的軸號(hào) 生成上部結(jié)構(gòu)施工圖后，點(diǎn)按“工具─軸號(hào)編輯─讀取軸號(hào)”， 自動(dòng)刪除基礎(chǔ)平面內(nèi)的軸號(hào)，讀取上部結(jié)構(gòu)平法施工圖的軸號(hào)。繪圖板上出現(xiàn)： 1.6 標(biāo)注承臺(tái)尺寸 生成上部結(jié)構(gòu)施工圖后，點(diǎn)按“工具─尺寸編輯─標(biāo)注承臺(tái)”，彈出對(duì)話框取消“承臺(tái)角點(diǎn)”標(biāo)注。 窗選或單選要標(biāo)注承臺(tái)ZJ2-400。繪圖板上出現(xiàn)： 1.7 輸出文本計(jì)算結(jié)果 點(diǎn)按“基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─文本結(jié)果”，自動(dòng)生成文本形式的樁基礎(chǔ)承載力計(jì)算、沖切、剪切和抗彎計(jì)算的計(jì)算過程，便于人工檢查，同時(shí)輸出樁基礎(chǔ)總體信息。 1.8 DWG格式輸出基礎(chǔ)平面圖和樁承臺(tái)大樣表 當(dāng)前窗口顯示基礎(chǔ)平面圖時(shí)，選擇菜單“工程─生成當(dāng)前窗口內(nèi)容的DWG”， 把基礎(chǔ)平面圖生成DWG文件，文件路徑同當(dāng)前工程路徑。 選擇菜單“窗口─樁承臺(tái)大樣表”，當(dāng)前窗口顯示樁承臺(tái)大樣表，再選擇菜單“工程─生成當(dāng)前窗口內(nèi)容的DWG”， 把樁承臺(tái)大樣表生成DWG文件，文件路徑同工程路徑。 2 詳細(xì)功能 2.1 樁基礎(chǔ)總體信息 1) 基礎(chǔ)上土的重度 用于計(jì)算土的自重。 2) 承臺(tái)的混凝土強(qiáng)度等級(jí) C15到C80，可采用非標(biāo)準(zhǔn)混凝土，如C18，強(qiáng)度自動(dòng)按插值計(jì)算。 3) 承臺(tái)的主鋼筋強(qiáng)度級(jí)別 1為I級(jí)鋼，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為210N/mm2，2為II級(jí)鋼，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為300N/mm2，3為III級(jí)鋼，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為360N/mm2， 4) 承臺(tái)的鋼筋保護(hù)層厚度 基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm；當(dāng)無(wú)墊層時(shí)不應(yīng)小于70mm。 5) 1號(hào)鋼筋和2號(hào)鋼筋的最小配筋率 控制兩方向全截面的最小配筋率。 6) 樁端阻力比和沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 用于樁基礎(chǔ)的沉降計(jì)算。 7) 樁形式 用于基礎(chǔ)平面圖右下角的說明，與樁基礎(chǔ)計(jì)算無(wú)關(guān)。 8) 考慮承臺(tái)重量 缺省為不考慮承臺(tái)重量，樁基礎(chǔ)計(jì)算時(shí)未考慮土對(duì)承臺(tái)的作用，兩因素互相抵消，所以可以選擇不考慮承臺(tái)重量。 2.2 單柱樁基礎(chǔ) 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─單柱樁基 功 能：窗選墻柱, 自動(dòng)布置和計(jì)算單柱樁基礎(chǔ),并自動(dòng)填寫樁承臺(tái)大樣表 命 令：AColPile 彈出對(duì)話框輸入?yún)?shù)。 1) 樁徑 圓樁為樁直徑，方樁為樁邊長(zhǎng)。 2) X和Y向樁中心距 為樁徑的倍數(shù)。承臺(tái)形式中最后一種用到X和Y向樁中心距，其它形式只用到X向樁中心距，當(dāng)墻柱邊線超出初始選擇的樁承臺(tái)時(shí)，CAD自動(dòng)求新的X和Y向樁中心距，使承臺(tái)包含墻柱邊線，這時(shí)新的X和Y向樁中心距大于對(duì)話框中設(shè)置的值。 3) 單樁豎向抗壓承載力特征值 采用地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，地基抗震承載力應(yīng)取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)計(jì)算。 4) 單樁豎向抗拉承載力特征值 采用地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，地基抗震承載力應(yīng)取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)計(jì)算。 5) 單樁抗震承載力調(diào)整系數(shù) 單樁抗震承載力調(diào)整系數(shù)缺省取1.25。 6) 承臺(tái)厚度最小值 迭代求基礎(chǔ)高度時(shí)的初始基礎(chǔ)高度，包括樁伸入承臺(tái)的100mm。 7) 承臺(tái)上土的厚度 承載力計(jì)算時(shí)用于求土產(chǎn)生的壓力。 8) 承臺(tái)面標(biāo)高 用于平面圖上標(biāo)注基礎(chǔ)面標(biāo)高。 9) 樁長(zhǎng)度 用于平面圖上標(biāo)注樁長(zhǎng)度。 10) 基礎(chǔ)與水平夾角 樁基礎(chǔ)與水平夾角，逆時(shí)針為正, 對(duì)話框中顯示了9樁以下承臺(tái)角度為零度時(shí)的承臺(tái)形式。 11) 1號(hào)鋼筋直徑最小值(mm)和鋼筋間距最大值(mm) 12) 2號(hào)鋼筋直徑最小值(mm)和鋼筋間距最大值(mm) 13) 初始承臺(tái)形式 確定初始承臺(tái)樁數(shù)，迭代時(shí)在此基礎(chǔ)上增加樁數(shù)。若改變承臺(tái)，選九樁以上時(shí)，還須設(shè)定總樁數(shù)和列數(shù)。九樁以上承臺(tái)形式有兩種XY向排列方法:矩陣形和交錯(cuò)形。 矩陣形：┌--------------┐ 交錯(cuò)形：┌--------┐ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │ ⊕ │ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │⊕ ⊕│ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │ ⊕ │ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │⊕ ⊕│ └--------------┘ │ ⊕ │ │⊕ ⊕│ │ ⊕ │ └--------┘ 選擇要布置單柱樁基礎(chǔ)的墻柱 <退出>: 點(diǎn)選、窗選或交選墻柱，自動(dòng)布置和計(jì)算單柱樁基礎(chǔ) 選擇要布置單柱樁基礎(chǔ)的墻柱 <退出>: 回車,退出 把承臺(tái)上墻柱的荷載中心作為承臺(tái)幾何中心后，按如下方法迭代求樁數(shù)、承臺(tái)厚度和內(nèi)力，并自動(dòng)生成樁基礎(chǔ)平面圖和承臺(tái)剖面圖。 1) 樁數(shù)的計(jì)算 給定基礎(chǔ)初始高度，單柱下樁基礎(chǔ)的單樁軸力采用《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002（8.5.3-2）公式計(jì)算，其它類型樁基礎(chǔ)的單樁軸力采用通用有限元的方法來計(jì)算，劃分承臺(tái)有限單元網(wǎng)格，樁采用柱單元，對(duì)每一組墻柱荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，求樁的反力。如果單樁不滿足承載要求，增加樁數(shù),調(diào)整承臺(tái)尺寸，迭代求解以滿足所有荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下的承載力要求。 2) 承臺(tái)總高度的計(jì)算 對(duì)每一組墻柱荷載效應(yīng)基本組合，求節(jié)點(diǎn)應(yīng)力。分別進(jìn)行墻柱和樁對(duì)承臺(tái)的沖切和剪切驗(yàn)算。如果不滿足驗(yàn)算要求，按0.1m增加承臺(tái)高度，從承載力驗(yàn)算起始位置重新開始迭代，最后求得承臺(tái)總高度。 3) 承臺(tái)彎矩和配筋計(jì)算 分別求承臺(tái)兩方向截面彎矩和配筋，取最大值顯示和布筋。 2.3 多柱樁基礎(chǔ) 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─多柱樁基 功 能：?jiǎn)芜x、窗選或交選多個(gè)墻柱, 自動(dòng)布置和計(jì)算所選墻柱下樁基礎(chǔ),并自動(dòng)填寫樁承臺(tái)大樣表 命 令：ColsPile 彈出對(duì)話框輸入?yún)?shù)，參數(shù)說明和計(jì)算過程同單柱樁基礎(chǔ)。 選擇要布置多柱樁基的墻柱<退出>: 單選、窗選或交選多個(gè)墻柱 選擇要布置多柱樁基的墻柱<布置>: 回車，自動(dòng)布置和計(jì)算所選墻柱下樁基礎(chǔ),并自動(dòng)填寫樁承臺(tái)大樣表 2.4 樁基礎(chǔ)承臺(tái)上的梁 樁基礎(chǔ)承臺(tái)上可以布置地梁，所布置的梁和承臺(tái)一起采用通用有限元方法來計(jì)算內(nèi)力。 設(shè)計(jì)步驟是： 1) 選擇“總體信息彈性地基梁總體信息”菜單，彈出對(duì)話框輸入梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)、梁縱筋級(jí)別、梁箍筋級(jí)別和鋼筋保護(hù)層厚度。 2) 點(diǎn)按“基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─彈性地基梁布置和計(jì)算─兩點(diǎn)地梁”，彈出對(duì)話框選擇矩形梁，輸入梁肋寬和梁高。 3) 點(diǎn)按“基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─多柱樁基”，布置帶梁的樁基礎(chǔ),并自動(dòng)填寫樁承臺(tái)大樣表。 4) 點(diǎn)按“基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─彈性地基梁布置和計(jì)算─顯梁配筋”， 第一行顯示梁的左中右截面的面筋(cm2)，第二行顯示左中右截面的底筋(cm2)和端部箍筋(cm2/0.1m)。 5) 點(diǎn)按“基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─彈性地基梁布置和計(jì)算─顯梁內(nèi)力”， 第一行顯示梁左中右截面最小彎矩(kN.m)，第二行顯示梁左中右截面最大彎矩(kN.m)，第三行顯示梁左端剪力/T最大扭矩(kN.m)/右端剪力(kN)。 6) 點(diǎn)按“基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─彈性地基梁施工圖繪制─生成梁圖”，自動(dòng)生成梁的平面圖。 2.5 樁基礎(chǔ)承臺(tái)的面筋 樁基礎(chǔ)承臺(tái)在“基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁筏和筏板基礎(chǔ)布置和計(jì)算”菜單中可作為筏基礎(chǔ)點(diǎn)按“基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁筏和筏板基礎(chǔ)布置和計(jì)算─計(jì)算筏板”重新計(jì)算，再點(diǎn)按“基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁筏和筏板基礎(chǔ)布置和計(jì)算─計(jì)算簡(jiǎn)圖”按鈕，可顯示筏板所有的結(jié)果包括筏板的面筋。 2.6 自動(dòng)歸并樁基礎(chǔ) 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─自動(dòng)歸并 功 能：樁數(shù)和承臺(tái)相同的基礎(chǔ)自動(dòng)歸并,鋼筋自動(dòng)取大值 命 令：AutoMergePile 2.7 強(qiáng)行歸并樁基礎(chǔ) 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─強(qiáng)行歸并 功 能：把被選中的樁基礎(chǔ)按樁數(shù)相同歸并到一起,鋼筋取大值 命 令：MergePile 選擇承臺(tái) 或[E退出]<歸并>: 單選、窗選或交選承臺(tái) 選擇承臺(tái) 或[E退出]<歸并>: 回車, 把被選中的基礎(chǔ)按底面積大的歸并到一起，高度和鋼筋取大值 2.8 刪除基礎(chǔ) 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─刪除基礎(chǔ) 功 能：刪除基礎(chǔ),并自動(dòng)刪除擴(kuò)展基礎(chǔ)表和樁剖面大樣表中內(nèi)容 命 令：DelFound 選擇要?jiǎng)h除的承臺(tái) <退出>: 單選,窗選或交選承臺(tái),自動(dòng)刪除所選基礎(chǔ) 選擇要?jiǎng)h除的承臺(tái) <退出>: 回車, 退出 也可采用刪除圖元的Erase命令來刪除。 2.9 修改樁基礎(chǔ) 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─修改基礎(chǔ) 功 能：彈出對(duì)話框，修改被選中的基礎(chǔ) 命 令：ModFound 單選要修改基礎(chǔ)的承臺(tái) <退出>: 單選承臺(tái),彈出如下對(duì)話框修改 最后一種承臺(tái)形式有兩種XY向排列方法:矩陣形和交錯(cuò)形。 矩陣形：┌--------------┐ 交錯(cuò)形：┌--------┐ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │ ⊕ │ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │⊕ ⊕│ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │ ⊕ │ │ ⊕ ⊕ ⊕ │ │⊕ ⊕│ └--------------┘ │ ⊕ │ │⊕ ⊕│ │ ⊕ │ └--------┘ 2.10 修改墻柱底內(nèi)力 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─改柱底力 功 能：修改被選中的墻柱在單工況下內(nèi)力,并自動(dòng)修改相關(guān)的基本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合內(nèi)力 命 令：ModColForc 單選要修改內(nèi)力的墻柱 <退出>: 單選墻肢或柱，彈出如下對(duì)話框修改墻柱單工況內(nèi)力和選擇工況 柱彎矩和剪力正向根據(jù)柱的局部坐標(biāo)方向確定，墻肢彎矩和剪力正向根據(jù)墻肢的局部坐標(biāo)方向確定，墻內(nèi)點(diǎn)I到J為局部坐標(biāo)的Y方向。選“錄入柱號(hào)”時(shí)可顯示墻內(nèi)點(diǎn)號(hào)。 修改后自動(dòng)重新進(jìn)行本墻柱的內(nèi)力組合。 2.11 移動(dòng)樁基礎(chǔ)承臺(tái) 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─移動(dòng)基礎(chǔ) 功 能：移動(dòng)被選中的樁基礎(chǔ)。注意：CAD沒有自動(dòng)重新計(jì)算基礎(chǔ) 命 令：MoveFound 輸入X向和Y向移動(dòng)距離(mm) <0,0>:500 輸入水平移動(dòng)距離500mm,回車 選擇要移動(dòng)的承臺(tái) 或[P移動(dòng)距離]<退出>: 單選承臺(tái), 移動(dòng)被選中的樁基礎(chǔ) 當(dāng)選擇“驗(yàn)算基礎(chǔ)”和“文本結(jié)果”命令時(shí)，輸出的計(jì)算結(jié)果為移動(dòng)后基礎(chǔ)的計(jì)算結(jié)果。 2.12 旋轉(zhuǎn)樁基礎(chǔ)承臺(tái) 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─旋轉(zhuǎn)基礎(chǔ) 功 能：旋轉(zhuǎn)被選中的樁基礎(chǔ)。注意：CAD沒有自動(dòng)重新計(jì)算基礎(chǔ) 命 令：RotFound 輸入逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度(度) <0>:30 輸入30度,回車 選擇要旋轉(zhuǎn)的承臺(tái) 或[P旋轉(zhuǎn)角度]<退出>: 選擇承臺(tái), 旋轉(zhuǎn)被選中的樁基礎(chǔ) 當(dāng)選擇“驗(yàn)算基礎(chǔ)”和“文本結(jié)果”命令時(shí)，輸出的計(jì)算結(jié)果為旋轉(zhuǎn)后基礎(chǔ)的計(jì)算結(jié)果。 2.13 驗(yàn)算樁基礎(chǔ) 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─驗(yàn)算基礎(chǔ) 功 能：修改、移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)基礎(chǔ)后，驗(yàn)算被選中的樁基礎(chǔ), 并顯示當(dāng)前驗(yàn)算結(jié)果 命 令：CheckFound 單選要驗(yàn)算的承臺(tái) <退出>: 單選承臺(tái), 顯示被選中的樁基礎(chǔ)的驗(yàn)算報(bào)告 2.14 顯墻柱底內(nèi)力 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─顯柱底力 功 能：彈出對(duì)話框，顯示墻柱在內(nèi)力組合前后和計(jì)算基礎(chǔ)的內(nèi)力 命 令：ShowColForce 選擇“清除顯示”按鈕取消當(dāng)前顯示的墻內(nèi)力。只有在墻柱下布置樁基礎(chǔ)后才能顯示控制基礎(chǔ)的基本組合和標(biāo)準(zhǔn)組合墻柱內(nèi)力，否則內(nèi)力顯示為零。 基本組合和標(biāo)準(zhǔn)組合墻柱內(nèi)力包含地震時(shí)，軸力后有“震”字。 2.15 顯示錄入系統(tǒng)中的墻柱號(hào) 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─錄入柱號(hào) 功 能：顯示錄入系統(tǒng)中的墻柱號(hào),此墻柱號(hào)對(duì)應(yīng)文本結(jié)果中的墻柱號(hào) 命 令：SscadColNo C12為12號(hào)柱，W15為15號(hào)墻，可點(diǎn)按屏幕左邊工具欄中“尋找構(gòu)件”按鈕，根據(jù)編號(hào)定位墻柱的位置。 2.16 輸出樁基礎(chǔ)文本計(jì)算結(jié)果 菜單位置：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)─文本結(jié)果 功 能：輸出樁基礎(chǔ)文本計(jì)算結(jié)果 命 令：PileResult 對(duì)每個(gè)樁基礎(chǔ)進(jìn)行承載力、沖切、剪切驗(yàn)算，以及當(dāng)上部結(jié)構(gòu)墻柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)的局部受壓驗(yàn)算，同時(shí)輸出計(jì)算過程，便于人工驗(yàn)算，文本結(jié)果中的墻柱號(hào)對(duì)應(yīng)錄入系統(tǒng)中的墻柱號(hào)。 輸出樁基礎(chǔ)總體信息。