关于PKPM基础JCCAD软件中独立基础计算偏大问题的探讨

PKPM

建筑设计

２００７年（第３６卷）第４期

关于ＰＫＰＭ基础ＪＣＣＡＤ软件中独立基础计算偏大问题的探讨

丁卫东，陈春伟

（兰州石油化工工程公司，甘肃兰州

摘要：根据ＪＣＣＡＤ软件在多层工程设计中计算偏大的问题，注重结构概念设计，简要分析了独立基础设计的基本特点，重点介绍了在ＰＫＰＭ基础ＪＣＣＡＤ软件使用中关于独立基础计算偏大的合理使用及具体设计措施。

独立基础合理设计关键词：ＪＣＣＡＤ软件

７３００６０）

（ＦＫ＋ＧＫ）／３Ｌａ，ＰＫｍａｘ＝２

ｂ－－力矩作用方向基础底面边长，

Ｌ－－垂直于力矩作用方向的基础底面边长；

ａ－－合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。（２）《建筑抗震设计规范》第４．２．１条：下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：①砌体结构。

②地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：１）一般的单层厂房和单层空旷房屋；２）不超过８层且高度在２４ｍ以下的一般民用框架房屋；３）基础荷载与２）项相当的多层框架厂房。

③本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。注：软弱粘性土层指７度、８度和９度时，地基承载力特征值分别小于８０、１００和１２０ｋｐａ的土层。

第４．２．２条：天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应标准组合，且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。

第４．２．４条；高宽比大于４的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力；其他建筑，基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面面积的１５％。

（３）《高层建筑混凝土结构技术规程》第１２．１．６条：高宽比大于４的高层建筑，基础底面不宜出现零应力；高宽比不大于４的高层建筑，基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底

计算时，质量偏心较大的裙楼与主楼可分开考虑。面面积的１５％。

０引言

关于ＰＫＰＭ基础ＪＣＣＡＤ软件在独立基础应用中发现在

２００２年升版后在多层框架工程设计中，基础的基底面积大幅度增加，尤其对于三层以下的框架角柱基础变化较为明显，按照

更合２００２版基础规范修改的精神，基础规范比８９规范更经济、

理，总体基底面积减小，条形基础减小更加明显。但实际应用２００２年版基础ＪＣＣＡＤ软件经过独立基础计算后发现对于大偏

二层框架结构基础较心柱基础基底面积普遍增大，尤其对于一、

为显著。基于以上原因，根据多年的工程设计实践和体会，在ＰＫＰＭ基础ＪＣＣＡＤ软件使用中关于大偏心柱独立基础的合理计算及减小大偏心柱独立基础基底面积具体设计措施提出一些建议，供设计人员参考并能有所启发。

１

关于ＰＫＰＭ基础ＪＣＣＡＤ软件对于大偏心柱基础基底面积的计算

（１）关于ＰＫＰＭ基础ＪＣＣＡＤ软件独立基础基底面积的计算①在轴心荷载作用时：

Ｐｋ≤ｆａ

（ＦＫ＋ＧＫ）／ＡＰｋ＝

ＰＫ－－平均压力标准值；

ｆａ－－修正后地基承载力特征值。

当荷载采用包含地震作用的荷载组合时，取地基土抗震承载力特征值。

②在偏心荷载作用时：除满足上式外，还应满足：ＰＫｍａｘ≤１．２ｆａ，ＰＫｍｉｎ≥０；

（ＦＫ＋ＧＫ）／Ａ±ＭＸ／ＷＸ±Ｍｙ／Ｗｙ；ＰＫｍａｘ（Ｋｍｉｎ）＝Ｐｋ＝

Ｐｋｍａｘ－－基础底面边缘的最大压力标准值；Ｐｋｍｉｎ－－基础底面边缘的最小压力标准值；Ｗ－－截面抵抗矩。

（２）关于ＰＫＰＭ基础ＪＣＣＡＤ软件在大偏心柱基础基底面积确定，默认按不出现拉应力采用迭代法进行计算，即程序中内定基础尺寸不断迭代以逼近真值。

３

关于ＰＫＰＭ基础ＪＣＣＡＤ软件对于大偏心柱基础基底面积的合理计算

（１）一般情况下，必须保证ＰＫｍｉｎ≥０，基底压力处处都为正值。

（卵石层）或在特殊但是，在个别情况下，如对于低压缩型的硬土

荷载作用或在多组荷载组合中，只对个别的荷载组合出现此种情

（即出现拉应力）也是允许的，但必须保证有３／４况时，ＰＫｍｉｎ≤０

的底面与土接触，并要校核受压边缘的压力以及基础的倾覆稳定性。

ＰＫＰＭ基础ＪＣＣＡＤ软件在２００６年６月版：基础底面压力的确定时新增加了独立基础底板最小配筋率的窗口，新增加了承载力计算时底面受拉面积／基础底面积比值（０－０．３）窗口。对于地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的多层框架建筑建议受拉面积可取０．２５，这更有利独立基础的计算，计算结果与实际设计值相符。

（２）合理计算天然地基及基础的抗震承载力验算

对于符合规范要求不需要进行天然地基及基础的抗震承载力验算的多层框架结构不进行抗震验算，在读取上部荷载时取消地震标准力组合值，只读取其他正常标准组合即可。

（３）合理确定框架柱的计算长度，尽量缩短底层柱计算长度，减小柱底弯矩，合理计算大偏心柱底内力。

目前框架结构无地下室时，底层层高的计算方法大体有以下三种：

《混凝土结构设计规范》第７．３．１１条第

２款：框架结构底①按

层层高从基础顶面到一层楼盖顶面的高度。

《砌体结构设计规范》第５．１．３条，但基（下转３９页）②参考

２设计规范对于大偏心柱基础基底面积的计算

（１）《建筑地基基础设计规范》第５．２．２款第２条：当偏心荷载

作用时，当偏心距ｅ＞ｂ／６时（见图１），ＰＫｍａｘ应按下式计算：

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（第３６卷）第４期２００７年

工业科技

实际上是半径为３＋０．４＋０．２＝３．６厘米的材料冲压而成的，从顶盖到胖的部分的倾角为６０度，则!＝Ｈ

不妨设球冠封底对罐内液体容积的大小改变不大，即球冠高

ｈ１与体身底面在同一平面上。罐体容积为Ｖ＝πＲ２ｈ＋１πＨ（ｒ２＋Ｒｒ＋Ｒ２）＋πＲ２ｈ１－

下面我们用方案一中所得数据，对此种罐体模型计算容积和用料。

罐体容积为Ｖ＝πＲ２ｈ＋１πＨ（ｒ２＋Ｒｒ＋Ｒ２）

πｈ３（ｈ２＋３Ｒ２）

１

Ｓ球冠＝π（ｈ１２＋Ｒ２）

其表面积

图１

将Ｈ＝０．８７６１１（ｃｍ），ｈ＝１２．１８２４（ｃｍ），Ｒ＝３．０４５６（ｃｍ）代入，ｒ＝

!Ｒ－Ｈ和Ｖ中，得ｒ＝!Ｒ－Ｈ＝２．５３９８（ｃｍ），Ｖ＝３７６．５２５ｃｍ３

!!其表面积

Ｓ＝２π（Ｒ２＋ｈ１２）＋２πｒ２＋２πＲ２２πＲｈ

!

１＋（）２－２πｒ２

!

１＋（）２＋

Ｓ１＝２πＲｈＳ２＝２πＲ２

!

１＋－２πｒ２

!

１＋将Ｈ＝０．８７６１１（ｃｍ），ｈ＝１２．１８２４（ｃｍ），Ｒ＝３．０４５６（ｃｍ），ｈ１＝１．００４９（ｃｍ）代入，Ｖ和Ｓ中，得Ｖ＝３７３．７８１ｃｍ３，Ｓ＝３９０．６３５ｃｍ２

以上数据与测量数据对比如下：

名称

圆柱的直径（ｃｍ）

圆柱的高（ｃｍ）

表面积计算（ｃｍ２）

液体容积计算（ｃｍ３）

Ｓ＝２πＲ２＋２πｒ２＋２πＲ２

＋２πＲｈ＝３６７．６３６ｃｍ３

名称测量值（ｃｍ）计算值（ｃｍ）

圆柱的直径（ｃｍ）

!

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