1、第3章樁基礎設計1 快速入門廣廈建筑結構CAD安裝后，在Exam子目錄下有一個工程實例：基礎.prj。工程師在用錄入系統生成基礎CAD數據并用SSW計算后，可參考如下輸入要點，快速掌握樁基礎的設計方法。實例見：Exam基礎.prj，平面如下：進入“廣廈基礎CAD”。選擇“讀取墻柱底力”菜單，彈出對話框，選擇讀取SSW計算的上部結構墻柱底內力。選擇“總體信息¾樁基礎總體信息”菜單，彈出如下對話框，輸入樁基礎總體信息。1.1 單柱下樁基礎設計點按“基礎設計樁基礎設計單柱樁基”，彈出如下對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。確認后，光標窗選柱1和

2、柱11，自動布置和計算柱1和柱11單柱樁基礎,并自動填寫樁基礎承臺大樣表。繪圖板上出現：1.2 墻下樁基礎設計光標窗選墻16，自動布置和計算墻16下樁基礎,并自動填寫樁基礎承臺大樣表。繪圖板上出現：1.3 多柱下樁基礎設計點按“基礎設計樁基礎設計多柱樁基”，彈出對話框確認后，光標窗選柱4和柱12，回車，自動布置和計算柱4和柱12下樁基礎,并自動填寫樁基礎承臺大樣表。繪圖板上出現：1.4 多墻柱下樁基礎設計光標窗選柱6和墻17，回車，自動布置和計算柱6和墻17下樁基礎,并自動填寫樁基礎承臺大樣表。繪圖板上出現：1.5 讀取上部結構平法施工圖的軸號生成上部結構施工圖后，點按“工具軸號編輯讀取軸號”

3、， 自動刪除基礎平面內的軸號，讀取上部結構平法施工圖的軸號。繪圖板上出現：1.6 標注承臺尺寸生成上部結構施工圖后，點按“工具尺寸編輯標注承臺”，彈出對話框取消“承臺角點”標注。窗選或單選要標注承臺ZJ2-400。繪圖板上出現：1.7 輸出文本計算結果點按“基礎設計樁基礎設計文本結果”，自動生成文本形式的樁基礎承載力計算、沖切、剪切和抗彎計算的計算過程，便于人工檢查，同時輸出樁基礎總體信息。1.8 DWG格式輸出基礎平面圖和樁承臺大樣表當前窗口顯示基礎平面圖時，選擇菜單“工程生成當前窗口內容的DWG”， 把基礎平面圖生成DWG文件，文件路徑同當前工程路徑。選擇菜單“窗口樁承臺大樣表”，當前窗口

4、顯示樁承臺大樣表，再選擇菜單“工程生成當前窗口內容的DWG”， 把樁承臺大樣表生成DWG文件，文件路徑同工程路徑。2 詳細功能2.1 樁基礎總體信息1) 基礎上土的重度用于計算土的自重。2) 承臺的混凝土強度等級C15到C80，可采用非標準混凝土，如C18，強度自動按插值計算。3) 承臺的主鋼筋強度級別1為I級鋼，強度設計值為210N/mm2，2為II級鋼，強度設計值為300N/mm2，3為III級鋼，強度設計值為360N/mm2，4) 承臺的鋼筋保護層厚度基礎中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于40mm；當無墊層時不應小于70mm。5) 1號鋼筋和2號鋼筋的最小配筋率控制兩方向全截面的最

5、小配筋率。6) 樁端阻力比和沉降經驗系數用于樁基礎的沉降計算。7) 樁形式用于基礎平面圖右下角的說明，與樁基礎計算無關。8) 考慮承臺重量缺省為不考慮承臺重量，樁基礎計算時未考慮土對承臺的作用，兩因素互相抵消，所以可以選擇不考慮承臺重量。2.2 單柱樁基礎菜單位置：基礎設計樁基礎設計單柱樁基功 能：窗選墻柱, 自動布置和計算單柱樁基礎,并自動填寫樁承臺大樣表命 令：AColPile彈出對話框輸入參數。1) 樁徑圓樁為樁直徑，方樁為樁邊長。2) X和Y向樁中心距為樁徑的倍數。承臺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，當墻柱邊線超出初始選擇的樁承臺時，CAD自動求新的X和

6、Y向樁中心距，使承臺包含墻柱邊線，這時新的X和Y向樁中心距大于對話框中設置的值。3) 單樁豎向抗壓承載力特征值采用地震作用效應標準組合時，地基抗震承載力應取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調整系數計算。4) 單樁豎向抗拉承載力特征值采用地震作用效應標準組合時，地基抗震承載力應取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調整系數計算。5) 單樁抗震承載力調整系數單樁抗震承載力調整系數缺省取1.25。6) 承臺厚度最小值迭代求基礎高度時的初始基礎高度，包括樁伸入承臺的100mm。7) 承臺上土的厚度承載力計算時用于求土產生的壓力。8) 承臺面標高用于平面圖上標注基礎面標高。9) 樁長度用于平面圖上標注樁

7、長度。10) 基礎與水平夾角樁基礎與水平夾角，逆時針為正, 對話框中顯示了9樁以下承臺角度為零度時的承臺形式。11) 1號鋼筋直徑最小值(mm)和鋼筋間距最大值(mm)12) 2號鋼筋直徑最小值(mm)和鋼筋間距最大值(mm)13) 初始承臺形式確定初始承臺樁數，迭代時在此基礎上增加樁數。若改變承臺，選九樁以上時，還須設定總樁數和列數。九樁以上承臺形式有兩種XY向排列方法:矩陣形和交錯形。矩陣形：- 交錯形：- - -選擇要布置單柱樁基礎的墻柱 <退出>:點選、窗選或交選墻柱，自動布置和計算單柱樁基礎選擇要布置單柱樁基礎的墻柱 <退出>:回車,退出把承臺上墻柱的荷載中心

8、作為承臺幾何中心后，按如下方法迭代求樁數、承臺厚度和內力，并自動生成樁基礎平面圖和承臺剖面圖。1) 樁數的計算給定基礎初始高度，單柱下樁基礎的單樁軸力采用建筑地基基礎設計規范GB50007-2002（8.5.3-2）公式計算，其它類型樁基礎的單樁軸力采用通用有限元的方法來計算，劃分承臺有限單元網格，樁采用柱單元，對每一組墻柱荷載效應標準組合，求樁的反力。如果單樁不滿足承載要求，增加樁數,調整承臺尺寸，迭代求解以滿足所有荷載效應標準組合作用下的承載力要求。2) 承臺總高度的計算對每一組墻柱荷載效應基本組合，求節點應力。分別進行墻柱和樁對承臺的沖切和剪切驗算。如果不滿足驗算要求，按0.1m增加承臺

9、高度，從承載力驗算起始位置重新開始迭代，最后求得承臺總高度。3) 承臺彎矩和配筋計算分別求承臺兩方向截面彎矩和配筋，取最大值顯示和布筋。2.3 多柱樁基礎菜單位置：基礎設計樁基礎設計多柱樁基功 能：單選、窗選或交選多個墻柱, 自動布置和計算所選墻柱下樁基礎,并自動填寫樁承臺大樣表命 令：ColsPile彈出對話框輸入參數，參數說明和計算過程同單柱樁基礎。選擇要布置多柱樁基的墻柱<退出>:單選、窗選或交選多個墻柱選擇要布置多柱樁基的墻柱<布置>:回車，自動布置和計算所選墻柱下樁基礎,并自動填寫樁承臺大樣表2.4 樁基礎承臺上的梁樁基礎承臺上可以布置地梁，所布置的梁和承臺一

10、起采用通用有限元方法來計算內力。設計步驟是：1) 選擇“總體信息¾彈性地基梁總體信息”菜單，彈出對話框輸入梁混凝土強度等級、梁縱筋級別、梁箍筋級別和鋼筋保護層厚度。2) 點按“基礎設計彈性地基梁布置和計算兩點地梁”，彈出對話框選擇矩形梁，輸入梁肋寬和梁高。3) 點按“基礎設計樁基礎設計多柱樁基”，布置帶梁的樁基礎,并自動填寫樁承臺大樣表。4) 點按“基礎設計彈性地基梁布置和計算顯梁配筋”， 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) 點按“基礎設計彈性地基梁布置和計算顯梁內力”， 第一行顯示梁左中右截面最小彎矩(

11、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) 點按“基礎設計彈性地基梁施工圖繪制生成梁圖”，自動生成梁的平面圖。2.5 樁基礎承臺的面筋 樁基礎承臺在“基礎設計樁筏和筏板基礎布置和計算”菜單中可作為筏基礎點按“基礎設計樁筏和筏板基礎布置和計算計算筏板”重新計算，再點按“基礎設計樁筏和筏板基礎布置和計算計算簡圖”按鈕，可顯示筏板所有的結果包括筏板的面筋。2.6 自動歸并樁基礎菜單位置：基礎設計樁基礎設計自動歸并功 能：樁數和承臺相同的基礎自動歸并,鋼筋自動取大值命 令：AutoMergePile2.7 強行歸并樁基礎

12、菜單位置：基礎設計樁基礎設計強行歸并功 能：把被選中的樁基礎按樁數相同歸并到一起,鋼筋取大值命 令：MergePile選擇承臺 或E退出<歸并>:單選、窗選或交選承臺選擇承臺 或E退出<歸并>:回車, 把被選中的基礎按底面積大的歸并到一起，高度和鋼筋取大值2.8 刪除基礎菜單位置：基礎設計樁基礎設計刪除基礎功 能：刪除基礎,并自動刪除擴展基礎表和樁剖面大樣表中內容命 令：DelFound選擇要刪除的承臺 <退出>:單選,窗選或交選承臺,自動刪除所選基礎選擇要刪除的承臺 <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

13、礎菜單位置：基礎設計樁基礎設計修改基礎功 能：彈出對話框，修改被選中的基礎命 令：ModFound單選要修改基礎的承臺 <退出>:單選承臺,彈出如下對話框修改最后一種承臺形式有兩種XY向排列方法:矩陣形和交錯形。矩陣形：- 交錯形：- - -2.10 修改墻柱底內力菜單位置：基礎設計樁基礎設計改柱底力功 能：修改被選中的墻柱在單工況下內力,并自動修改相關的基本組合、標準組合和準永久組合內力命 令：ModColForc單選要修改內力的墻柱 <退出>:單選墻肢或柱，彈出如下對話框修改墻柱單工況內力和選擇工況柱彎矩和剪力正向根據柱的局部坐標方向確定，墻肢彎矩和剪力正向根據墻肢

14、的局部坐標方向確定，墻內點I到J為局部坐標的Y方向。選“錄入柱號”時可顯示墻內點號。修改后自動重新進行本墻柱的內力組合。2.11 移動樁基礎承臺菜單位置：基礎設計樁基礎設計移動基礎功 能：移動被選中的樁基礎。注意：CAD沒有自動重新計算基礎命 令：MoveFound輸入X向和Y向移動距離(mm) <0,0>:500輸入水平移動距離500mm,回車選擇要移動的承臺 或P移動距離<退出>:單選承臺, 移動被選中的樁基礎當選擇“驗算基礎”和“文本結果”命令時，輸出的計算結果為移動后基礎的計算結果。2.12 旋轉樁基礎承臺 菜單位置：基礎設計樁基礎設計旋轉基礎功 能：旋轉被選中

15、的樁基礎。注意：CAD沒有自動重新計算基礎命 令：RotFound輸入逆時針旋轉角度(度) <0>:30輸入30度,回車選擇要旋轉的承臺 或P旋轉角度<退出>:選擇承臺, 旋轉被選中的樁基礎當選擇“驗算基礎”和“文本結果”命令時，輸出的計算結果為旋轉后基礎的計算結果。2.13 驗算樁基礎菜單位置：基礎設計樁基礎設計驗算基礎功 能：修改、移動或旋轉基礎后，驗算被選中的樁基礎, 并顯示當前驗算結果命 令：CheckFound單選要驗算的承臺 <退出>:單選承臺, 顯示被選中的樁基礎的驗算報告2.14 顯墻柱底內力菜單位置：基礎設計樁基礎設計顯柱底力功 能：彈出對話框，顯示墻柱在內力組合前后和計算基礎的內力命 令：ShowColForce選擇“清除顯示”按鈕取消當前顯示的墻內力。只有在墻柱下布置樁基礎后才能顯示控制基礎的基本組合和標準組合墻柱內力，否則內力顯示為零。基本組合和標準組合墻柱內力包含地震時，軸力后有“震”字。2.15 顯示錄入系統中的墻柱號菜單位置：基礎設計樁基礎設計錄入柱號功 能：顯示錄入系統中的墻柱號,