JCCAD软件基础地基承载力校核方法
刘民易(中国建筑科学研究院北京100013)
[提要】基础地基承载力的校核是基础设计中经常遇到的问题.根据《建筑地基基础设计规范》和《建筑抗震设计规范》的相关规定,结合具体的工程实例,阐述了手工校核JCCAD软件基础地基承载力计算结果的方法.
[关健词】JCCAD地基承载力校核
Check Method of Foundation Bearing Capaclty Uslng JCCAD/Liu Minyi ( China Academy of Building Research Beijing 100013 Chins)
Abstraet; The check work of foundation bearing capacity is a problem which is usually met in foundation desigm. Ac-cording to the demand of code and bining with a real peoject it is presented that how to check the results calculat- ing by JCCAD.
Keywords;JCCAD; foundation; bearing capseity; check
式中,f为调整后的地基抗震承载力:.为地基抗震承载力调整系数,程序会自动按《抗震规范》表4.2.3范》5.2.4条采用. 查:f.为深宽修正后的地基承载力特征值,按《地基规
0前育
设计人员经常反映JCCAD软件计算修正后的地因是设计人员忽略了地基承载力特征值除了应该按照 基承载力特征值与手算不符,产生这种问题的主要原《建筑地基基础设计规范》进行修正外,当控制工况为地震组合时,还要按《建筑抗震设计规范》进行调整.JCCAD基础地基承载力的校核. 在此,结合具体的工程实例,介绍一下如何正确进行
2工程实例
以上是规范对地基抗震承载力计算的相关规定,下面通过具体的工程实例,介绍软件的实现过程.
2.1独立基础的地基承载力校核
1规范要求
某工程基础平面如图1所示.现要核对2号节点柱的地基承载力,基本操作步骤如下.
地基承载力的计算有很多方法.不同的规范,其计算方法也略有不同.现以《建筑地基基础设计规 范)(CB50007-2002)(简称《地基规范))中的综合法为例,并结合《建筑抗震设计规范)(CB50011-2001)(简称《抗震规范》)的相关要求,介绍一下地基承载力的计算过程.
1.1《地基规范》的要求
根据《地基规范)第5.2.4条的规定:当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,从载荷试验或其它应按下式修正: 原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,尚
(1)
f.=fa-ny(b-3)ny (d-0.5)式中,7,n值按《地基规范)表5.2.4采用.
图1独立基础平面图
1.2《抗震规范》的要求
根据《抗震规范》第4.2.2条的规定: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.
1.输人基本参数
填写[基础人机交互】一>【参数输人】一>【基本参数】,工程地基承载力特征值f=130kPn;地基承载底以下土的重度y=20kN/m²,基底以上土的加权平 力宽度修正系数n.=0.3;深度修正系数=1.6;基均重度y.=20kN/m,承载力修正用的基础埋置深度d=1.5m;选择的是GB50007-2002综合法,见图2.
根据《抗震规范》第4.2.3条的规定:地基承载力应按下式计算:
(2)
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2.承载力计算
(1)JCCAD软件计算结果
打开JCO.OUT文件,节点号=2的计算结果如下:LeedM, NPPf.s 节点号=2 C30.0 /(kPa) =130.0 (=) = 1.50 P = 30.0 kPsJ =210MPs 447-42.63-176.19 101 4.52 213.68 96.58178.2028362836
(2)手工计算结果
将上述参数代人到《地基规范》公式5.2.4,得
= 130 0 1.6 ×20 × (1.5 -0.5) = 162 kPs与程序中的计算结果f.=178.2kPa不符.
(3)查找荷载工况
从上述JCCAD软件的计算结果可知,该柱下独基的荷载组合号Load=447.首先应查明第447组合工况具体是什么组合.为此返回到【基础人机交互】中,点开【荷载输人】下的【当前组合】项.
第447号工况,是SATWE标准组合:1.0(恒0.5活) 如图3所示,程序会弹出荷载组合类型菜单,找到-0.2×1.0风,-1.0地,0.38竖地,该组合工况是地震组合的,因此在按《地基规范》5.2.3进行深宽修正后,还应该按《抗震规范)4.2.3进行地基抗震修正.
(4)按《抗震规范》进行地基抗震修正
查《抗震规范》表4.2.3:100kPa≤f【参数输入1->基承载力宽度修正系数n.=0;深度修正系数n=4.4(持力层为碎石土),基底以下土的重度y=10kN/m”,基底以上土的加权平均重度y.=19.5kN/m,承载力修正用的基础理置深度d=2m:室外自然地坪标高为 -0.3m,选择的是GB50007-2002综合法,见图5.6.
2.承载力计算
(1)手工计算结果
(2)程序的计算结果
取板【重心校核】下的【选荷载组】后,弹出【荷载组 按照以下步骤查出程序的结果:在人机交互中点合类型】菜单,见图7.
选取“368:SATWE标准组合:1.0恒1.0活”,再点取【重心校核】.程序会输出计算结果:总竖向荷载
图7荷载合类型
基础理置深度自室外地面标高算起.JCCAD软件在计算修正后的地基承载力时未采用【基本参数】中输人 的“承载力修正用的基础埋置深度d值”,而是采用“筏板底标高”与”室外自然地坪标高”二者的差值来计算公式中的d值.
图5计算方的选择与地基承载力参数的输人
高为-0.3=,筏板底标高为-6.3m,d值应是6.00m, 该工程在【基本参数】中输人的室外自然地坪标代人《地基规范》公式5.2.4,得:
= 260 0 4.4 ×19.5 × (6. 00 - 0.5) = 732 kPa与程序中的计算结果f.=732kPa相符.
(4)按《抗震规范)进行地基抗震修正
如果要考虑地震组合时的抗震修正,与独立基础一样在按《地基规范》5.2.3进行深宽修正后,还应该按《抗震规范)4.2.3进行地基抗震修正.
查《抗震规范)表4.2.3,得:中密、稍密的碎石土,中密和稍密的砾、粗、中砂,密实和中密的细、粉砂,150≤f<300的粘性土和粉土,坚硬黄土,E.取1.3,则 程序考虑地震组合后的结果:总竖向荷载(含基础自重)作用点坐标(37813,17643),第1夜板板底平均反力(含基础自重):396kPa,筏板形心坐标 (37379,17107),第1块板地基设计承载力:951kPa.与手核结果是相同的. 图6基础设计参数的输人 (含基础自重)作用点坐标(37203,17585),第1筏板 板底平均反力(含基础自重):423kPa,筏板形心坐标(37379,17107),第1块板地基设计承载力:732kPa. 需要指出的是,如果设计者实际上是想将基础承载力只修正2m,应该人为地将“筏板底标高”输人为 -2.3m,或将“室外自然地坪标高”输人-4.3m即可. 程序中的计算结果f.=732kPa,与手核的计算结果f.=388.7kPa不符.在此,对产生这种差异的主要 原因做如下介绍. 结语 (3)程序的处理 以上详细介绍了如何手工校核JCCAD软件的地基承载力,不足之处还望批评指正. 《地基规范》在公式5.2.4关于基础埋置深度d的解释中提到:当有地下室,如采用箱形基础和筏基时,