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技纵横建筑设计 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。 关键词: JCCAD 软件独立基础合理设计 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 2002 版基础规范修改的精神, 基础规范比89 规范更经济、更合 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 心柱基础基底面积普遍增大, 尤其对于一、二层框架结构基础较 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 软件独立基础基底面积的计算 ①在轴心荷载作用时: Pk≤fa Pk=( FK+GK) /A 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; PKmax(Kmin)= Pk=( FK+GK) /A ±MX/WX±My/Wy; 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。 ( 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: PKmax=2( FK+GK) /3La, 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 面面积的15%。计算时, 质量偏心较大的裙楼与主楼可分开考虑。 ( 1) 一般情况下, 必须保证PKmin≥0, 基底压力处处都为正值。 但是, 在个别情况下, 如对于低压缩型的硬土( 卵石层) 或在特殊 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 况时, PKmin≤0( 即出现拉应力) 也是允许的, 但必须保证有3/4 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,