倒楼盖法与弹性地基梁法教程文件
软件实际操作基础YJK
• 迭代计算桩土刚度：
• 不勾选此项时的桩土刚度是经过沉降试算得出的。 勾选此项则软件将对桩土刚度再做一次迭代计算， 即用第一次有限元计算后的沉降计算结果算出最 终的桩土刚度，再做第二次有限元计算，以第二 次有限元结果及沉降结果作为最终设计依据。
• 实际结果=整体计算结果×(1-α)+分别计算结果×α
• α值与浇后浇带时沉降完成的比例相关。
水浮力参数
• 岩土工程勘察报告中一般给出“最高水位”和“常年 平均水位”。软件中，对这两种水位有不同的处理 方式：
• 1、“各工况自动计算水浮力”对应“历史最低水位” ，勾选此项后，在每个荷载组合中计入水浮力， 不新增组合：
个公式） • Fl <= βhp *β0 * ft * h0 * Um • 单柱承台冲切计算：桩基规范5.9.7-4 • Fl <= 2 * [β0x * (bc + a0y) + β0y * (hc + a0x)] * βhp * ft
* h0
沉降与位移
• YJK明确了“沉降”和“位移”的区别。
• 3、桩筏基础：按《桩基规范》mindlin方法计算 每根桩的桩端沉降和桩身压缩，取二者之和作为 桩顶的沉降；
• 4、平筏板基础：《建筑地基基础设计规范》按分 层总和法计算；计算每个板单元中心处的沉降， 一块筏板按单元给出若干个沉降值。同理，计算 每个梁单元中心处的沉降，一根地基梁按单元给 出若干个沉降值。
基础沉降每种基础如何计算
• 均考虑相邻基础的影响。
• 1、独立基础的沉降：《建筑地基基础设计规范》 按分层总和法计算；只计算中心处的沉降，每个 独立基础给出一个沉降值：
基础的计算
（一）联合基础的计算⑴双柱联合基础的偏心计算：程序在进行双柱联合基础的设计时，并没有考虑由于两根柱子上部荷载不一致而产生的偏心的情况。
因此算出的基础底面积是对称布置的。
这种计算方法对于两根柱子挨得很近，比如变形缝处观柱基础计算几乎没什么影响，但对于两根柱子挨得稍微远一些的基础，则会有一定误差。
此时需要设计人员人为计算出偏心值，在独基布置中将该值输入过去。
然后再重新点取“自动生成”选项，程序可以根据设计人员输入的偏心值重新计算联合基础。
⑵双梁基础的计算：建议直接在双轴线上布置两根肋梁，然后再在梁下布置局部筏板。
（二）砖混结构构造柱基础的计算砖混结构一般都做墙下条形基础，构造柱下一般不单独做独立基础。
有的时候设计人员会发现JCCAD软件在构造柱下生成了独立基础。
这主要是因为读取了PM恒十活所致。
这种荷载组合方式没有将构造柱上的集中荷载平摊到周边的墙上。
设计人员可以在荷载编辑中删除构造柱上的集中荷载，并在附加荷载中在周边的墙上相应增加线荷载值。
或者设计人员也可以直接读取砖混荷载，因为砖混荷载自动将构造柱上的集中荷载平摊到周边的墙上了。
（三）浅基础的最小配筋率如何计算浅基础如墙下条基等，在对基础底板配筋时是否该考虑最小配筋率，目前在工程界还有争议。
《基础设计规范》中没有规定柱下独基底板的最小配筋率，而《混凝土规范》对于混凝土结构均有最小配筋率的要求。
目前JCCAD软件对于独立柱基没有按最小配筋率计算，对于墙下条基缺省情况下按照0.15％控制，设计人员可以根据需要自行调整。
（四）基础重心校核⑴“筏板重心校核”中的荷载值为什么与“基础人机交互”退出时显示的值不一样？产生此种情况的原因主要有以下两种：①对于梁板式基础，由于有些轴线上没有布置梁或板带，造成荷载导算时没有分配到梁或板带上，从而使两种方式所产生的重心校核值不一致。
②地下水的影响：“筏板重心校核”中的荷载值没有考虑地下水的影响，而“基础人机交互”退出时显示的值考虑了地下水的影响。
高层住宅楼筏板基础的设计
高层住宅楼筏板基础的设计在现代城市的建设中，高层住宅楼如雨后春笋般拔地而起。
而作为支撑这些高楼大厦的重要基础结构，筏板基础的设计至关重要。
筏板基础具有整体性好、能有效调整不均匀沉降等优点，在高层住宅楼的建设中得到了广泛应用。
一、筏板基础的概念与特点筏板基础，简单来说，就是一块像筏子一样的钢筋混凝土板，将整个建筑物的底面积全部覆盖，把建筑物的荷载均匀地传递到地基上。
其主要特点包括：1、整体性好：筏板基础能够将上部结构的荷载均匀地分布到整个基础底面，有效地减少了不均匀沉降的发生。
2、稳定性高：由于基础面积大，对地基土的承载力要求相对较低，能够适应较软弱的地基条件。
3、抗渗性能强：对于地下水位较高的地区，筏板基础可以有效地抵抗地下水的渗透，保证建筑物的安全性。
二、高层住宅楼筏板基础设计的考虑因素在设计高层住宅楼的筏板基础时，需要综合考虑多个因素，以确保基础的安全性、经济性和合理性。
1、上部结构的荷载准确计算上部结构传递到基础的竖向荷载和水平荷载是设计的关键。
这包括建筑物的自重、使用活荷载、风荷载、地震作用等。
不同的荷载组合会对筏板基础的尺寸和配筋产生重要影响。
2、地质条件地质勘察报告提供的地基土的物理力学性质、承载力特征值、地下水位等信息是设计的基础。
根据地质条件，选择合适的基础持力层，并确定地基的处理方式。
3、沉降控制高层住宅楼由于高度较大，荷载较重，对沉降的要求较为严格。
设计时需要通过合理的基础尺寸和配筋，控制建筑物的沉降量和差异沉降，避免因不均匀沉降导致结构开裂和损坏。
4、抗浮设计在地下水位较高的地区，建筑物可能会受到地下水的浮力作用。
此时，需要进行抗浮设计，确保筏板基础能够抵抗地下水的浮力，保证建筑物的稳定性。
5、温度应力由于筏板基础的混凝土体积较大，在施工过程中会产生较大的温度应力。
设计时需要采取相应的措施，如设置后浇带、添加膨胀剂等，减少温度裂缝的产生。
三、筏板基础的设计计算1、地基承载力计算根据地质勘察报告提供的地基土参数，按照相关规范和公式，计算地基的承载力。
柱下条基设计(倒梁法)
某框架结构柱下条形基础设计（倒梁法）一、设计资料1 、某建筑物为7 层框架结构，框架为三跨的横向承重框架，每跨跨度为7.2m ；边柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为： Fk=2665KN 、Mk=572KN ?M 、Vk=146KN ，F=3331KN 、M=715KN ?M 、 V=182KN ；中柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为： Fk=4231KN 、 Mk=481KN ?M 、Vk=165KN ，F=5289KN 、M=601KN ?M 、 V=206KN 。
2、根据现场观察描述，原位测试分析及室内试验结果，整个勘察范围内场地地层主要由粘性土、粉土及粉砂组成，根据土的结构及物理力学性质共分为7 层，具体层位及工程特性见附表。
勘察钻孔完成后统一测量了各钻孔的地下水位，水位埋深平均值为0.9m ，本地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性。
3、根据地质资料，确定条基埋深d＝ 1.9m ；二、内力计算1、基础梁高度的确定取h＝1.5m符合GB50007-20028.3.1 柱下条形基础梁的高度宜为柱距的 1 ~ 1的规定。
482、条基端部外伸长度的确定据 GB50007-2002 8.3.1 第 2 条规定外伸长度宜为第一跨的0.25 倍考虑到柱端存在弯矩及其方向左侧延伸 0.25l 0.25 7.2m 1.8m为使荷载形心与基底形心重合 ，右端延伸长度为 l ef ， l ef 计算过程如下 ：a . 确定荷载合力到 E 点的距离 x o ：3331 3 7. 2 5289 27. 2 7 15 2 6 01 2 1 82 1. 5 2 20 6 1. 5 2 x o3331 2 5289 2得 x o18239610.58m17240b . 右端延伸长度为 l ef ：l ef (1. 82.7 7.2 210. 58) 21.8 7.2 m33、地基净反力 p j 的计算。
倒梁法基础设计参考
基础设计采用肋梁式筏板基础,这种基础能减小地基单位面积上的压力,提高基础的整体高度,减小不均匀沉降. 筏板厚取500mm,纵、横向肋梁取相同高度合宽度，即h b=1000mm,b b=800mm(⑤、⑥轴线处取1500mm)，肋梁两端伸出边轴线的距离均取1000mm。
f ak=150KN/㎡,考虑基础宽度和深度修正，取ηb＝0.3、ηd=1.6,则低级承载力特征值。
f a=150+0.3×203+1.6×20×4.45＝310.4KN/㎡。
混凝土强度等级为C30（ f c=14.3N/mm2、f t=1.43 N/mm2）底板钢筋和基础梁纵筋选用HRB335级钢（ f y= f`y =300N/mm2）和HRB400（ f y= f`y =360N/mm2），箍筋采用HPB235级钢筋（ f yv= 210N/mm2）。
1.基础底面积的确定由于本结构为对称结构，故在竖向荷载作用下，基底反力计算公式可简化为P＝(ΣNi+G)/A+γ d式中：ΣNi为上部结构传至底层各框架柱底的轴向力标准值的总和；G包括底层墙重、地面恒荷载、活荷载等的重力荷载标准值，由前面已知条件算得：G＝28820.988KN；γ为基础及回填土平均容重；d为基础埋深。
由柱底轴向力近似按9品框架的柱底轴力考虑，并由N GK+N QK组合情况计算。
查表得：ΣNi＝（1669.043+1920.116+1111.448）×9＝42305.463KNA=(72.6+2)×(12+2)=74.6×14=1044.4㎡P=(ΣNi+G)/A=(42305.463+28820.988)/1044.4=68.103< f a在水平地震作用下基底反力按下式计算：P max＝(ΣNi+G)/A+γd+(ΣMi+ΣNiei+ΣVihi)/Wp min -B、C、D柱底的M、N、V标准值由表查得，则ΣNi＝（1826.191+1920.116+1268.596）×9＝45134.127KNΣMi＝（139.059+147.628+139.059）×9＝3832.128KNΣNiei＝（1826.191-1268.596）×6×9＝30110.13KNΣVihi=(77.802-72.648)×2×1×9=92.772KNW=1/6×74.6×14×14=2436.933m3Pmax＝(45134.127+28820.988)/1044.4+(43832.128+30110.13+92.772)/2436.933=70.811+13.966=84.777KN/㎡p min =70.811-13.966=56.845 KN/㎡P max＝84.777KN/㎡<1.2×403.52=484.224KN/㎡p- =(84.777+56.845)/2=70.811<403.52 KN/㎡故地基承载力满足要求。
筏板基础计算
pkpm平板筏基建模方法目前工程中，“柱下或者剪力墙下平板式筏板”在pkpm里计算，简单概括有三个方法：“倒楼盖”“弹性地基梁法”“桩筏筏板有限元计算”。
具体到用“弹性地基梁法”（即jccad中第三个菜单）计算“柱下或者剪力墙下平板式筏板”的操作步骤是什么，这个流程是什么下面具体罗列：1、首先要按地勘报告输入地质数据，用于沉降计算。
非常重要。
2、在菜单2中输入筏基模型，注意筏板一般要挑出，因此首先用网格延伸命令将网格向外延伸一个悬挑长度，然后定义并布置筏板，给出厚度和埋深，并做柱和墙的冲切验算，看看板厚是否满足要求，如不满足，可以加柱帽（注：加柱帽的功能在“上部构件”的菜单中）。
3、输入筏板荷载，如果是平板式基础，可以直接布置板带，程序自动确定板带翼缘宽度形成地基梁模型。
也可以不布置板带，直接定义地基梁形成梁元模型。
4、进入菜单3，按梁有限元法计算筏板。
首先需要计算沉降，这里有个非常重要的概念，就是地基模型的选用。
程序用模型参数kij（默认为0.2）来模拟不同的地基模型，kij=0的时候，为经典文克尔地基模型，kij=1的时候，为弹性半空间模型，不明白看教材。
一般软土取低值0~0.2，硬土取高值0.2~0.4。
其它参数不难理解，不赘述。
梁元法程序提供两种沉降计算模式，刚性沉降和柔性沉降。
柔性沉降假定筏板为完全柔性，而刚性沉降则假定为完全刚性。
计算完成后，程序用求出的各区格反力除以其沉降值得到各区格的地基刚度值，然后转换为地梁计算用的地梁下的基床反力系数，这样便确定了基地的反力分布，用于下一步的内力计算。
沉降计算是筏板计算的核心步骤。
4、基床系数k的合理性判断。
沉降计算完毕后，计算数据中会给出各区格的地基刚度，即基床系数。
这个系数一般要比建议值小很多。
基床系数的合理性，关键看沉降计算结果。
可用规范分层总和法手算地基中心点处的沉降值作比较。
如出入大，应调整基床系数使其接近手算值。
因此，用软件算连续基础，实际上就是对基床系数的校核。
弹性地基梁计算书
----------------------------------------------------------------------
考虑梁自重
ㄨ
满布恒载标准值(kN/m)
20.00
恒载分项系数
1.20
满布活载标准值(kN/m)
20.00
活载分项系数
1.40
[其他信息]
梁材料
钢筋混凝土
选用混凝土规范
国标GB50010-2002
混凝土等级
C25
梁弹性模量E(10^4MPa)
---
梁泊松比u
---
梁容重(kN/m^3)
25.00
最小单元长度(m)
弹性地基梁计算书
计算方法：梁和地基刚度分别计算的有限元法
[ 计算条件 ]
[基本信息]
左端支撑
铰支
右端支撑
铰支
跨号
梁跨长
梁截面
支撑类型
(m)
110Βιβλιοθήκη 000矩形---[土层信息]
地基模型
文克尔模型
层号
基床系数K
地基变形模量
地基泊松比
(kN/m^3)
E0(MPa)
u0
1
1500.0
---
---
[荷载信息]
1.000
简图间距放大系数
1.0
是否配筋
√
结构重要性系数
1.0
设计状况系数
---
结构系数
---
配筋方式
双筋
纵筋级别
HRB335
箍筋计算
√
├箍筋级别
HPB235
└箍筋间距(mm)
PKPM常见结构设计问题辨析(专题篇基础)
“如设后浇带，浇后浇带时的荷载系数（0-1）”
• 这个参数与后浇带的布置配合使用，将筏板分割成几块独立 的筏板，程序将计算有、无筏板两种情况，并根据两种情况 的结果求算内力、沉降及配筋。 • 填0是整体计算结果，填1取分别计算结果，取中间值a计算 结果按下式计算： 实际结果=整体计算结果*（1-a）+分别计算结果*a • a值与浇后浇带时沉降完成的比例相关。
5.3计算方法： 倒楼盖方法和弹性地基梁方法 方法1：倒楼盖方法（防水板抗浮计算菜单） 将柱墙等竖向构件假设为固定支座，没有竖向位移或者没有竖 向位移差，此时整个基础没有整体弯曲，只考虑局部弯曲。
方法2：弹性地基梁方法 考虑竖向构件的竖向位移，将独基和防水板进行统一的有限元 分析计算，是整体分析的结果。
下柱墩对抗冲切性能的影响
刚性柱墩和柔性柱墩
• 如何判断刚性柱墩和柔性柱墩？ 查刚性角
刚性柱墩和柔性柱墩
柱墩对筏板内力计算影响： 刚性柱墩在桩筏筏板有限元计算中相当于一个大柱子，在 筏板内力计算时不考虑它对筏板的影响，即计算时忽略刚 性柱墩，但在筏板配筋计算时，程序将会剔除刚性柱墩范 围内的内力值即仅选择柱墩范围外的内力值进行配筋。
柔性柱墩在桩筏筏板有限元计算中，程序将自动将其当作 一块变厚度筏板进行有限元分析。筏板内力计算时，给出 这块局部变厚度筏板的内力值、配筋值。
有限元计算的时候，下柱墩按变厚度子筏板处理
2.关于冲切问题
2.关于墙冲板的问题
• 单墙冲板和多墙冲板的计算条件： (1)单墙，每个墙肢长厚比必须小于8，即要求满足短肢剪力 墙的尺寸条件；
桩承台+防水板
5.独基加防水板问题
5.1独基加防水板受力特点
建筑物的重量将全部由独基传 给地基，防水板及其上部重量 直接传给地基土，独基对其不 起支承作用。
YJK1.5版说明书—基础答疑综合分类
（十三）防水板内独基或承台+拉梁与地基梁的区别 ............................................... 27 （十四）防水板与普通楼板模拟结果对比 ................................................................. 28 （十五）水浮力对平板式筏板影响 ............................................................................. 29 （十六）基础沉降每种基础如何计算 ......................................................................... 29 （十七）复合桩基 ......................................................................................................... 30 （十七）网格划分，桩不在结点上时，如何处理 ..................................................... 31 （十八）筏板与承台(独立基础)计算结果对比........................................................... 32 （十九）SLABCAD 与防水板计算结果对比 ................................................................. 33 （二十）双柱独立基础 JCCAD 与 YJK 结果对比.......................................................... 35 （二十一）筏板与防水板的计算模型差异 ................................................................. 35 （二十二）双排桩地基梁如何模拟 ............................................................................. 35 （二十三）、半悬空墙荷载到独立基础/承台的荷载传递........................................ 36 （二十四）、1.4 版本与 1.5 版本计算差异原因 ........................................................ 37
倒梁法——精选推荐
1、地基承载力验算450T 门式起重机最大轮压：358kN ，则8个轮子压力P=358×8=2864kN ； 450T 门式起重机单侧支腿，8个轮压长度范围：L=2.5+2=4.5m ；450T 门式起重机轨道基础宽：B=5m450T 门式起重机轨道基础每1m 自重：3.75×25=93.75kN/m 则地基所受压应力：14655.4/286475.93=+=σkPa< f ak =150kPa 。
因粉质粘土承载力分布不均，故提梁机轨道基础下层土50cm 范围内要进行换填，并分层压实，使其基础满足承载力要求。
2、配筋计算按照弹性地基采用倒梁法计算求得跨中弯矩 M 1=(q ×L ×L) / 8=(146×1m ×1m) /8=18.25 kN ·m求得悬臂处弯矩M 2=(q ×L ×L) / 2=(146×2×2)/2=292 kN ·m求得变截面处悬臂处弯矩M 3=(q ×L ×L) / 2=(146×1.25×1.25)/2=114 kN ·m 采用Ⅱ级钢筋（fy =300N/mm 2）,混凝土强度等级为C25（fc=11.9 N/mm 2）。
M 2=292 kN ·m ；M 3=114 kN ·mh 02=1000-60=940mm ；h 03=500-60=440mm1m 长度配5根Φ20钢筋。
单根Φ20的钢筋截面尺寸为as=314.2mm 2,即As=1571mm 2厚度为1m 处悬臂验算：则可求解得出混凝土受压区的高度为x=fy ·As / b ·fc=2300×1571÷（1000×11.9）=39.6mmM= fy ·As (h0－x/2)=300×1571×（940－39.6/2）=433.7kN ·m ＞1.4×M 2=408.8kN ·m厚度为0.5m 处悬臂验算：则可求解得出混凝土受压区的高度为x=fy ·As / b ·fc=300×1571÷（1000×11.9）=39.6mmM= fy ·As (h0－x/2)=300×1571×（440－39.6/2）=198kN·m＞1.4×M3 =159.6 kN·m故横向配筋满足要求，纵向配筋按构造配筋即可。
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倒楼盖法
在计算筏型基础时，假设基底净反力为直线分布，当地基比较均匀，上部结构刚度较好、梁板式筏型基础的高跨比或平板式筏型基础的高厚比不小于1/16，且相邻柱荷载及柱距变化不超过20%，筏型基础可仅考虑局部弯曲作用，按倒楼盖来计算，即为倒楼盖法。
倒楼盖模型和弹性地基梁板模型
桩筏筏板有限元计算筏板基础时，倒楼盖模型和弹性地基梁板模型计算结果差异很大的原因
这主要是因为二者的性质是截然不同的：
（1）弹性地基梁板模型采用的是文克尔假定，地基梁内力的大小受地基土弹簧刚度的影响，而倒楼盖模型中的梁只是普通砼梁，其内力的大小只与筏板传递给它的荷载有关，而与地基土弹簧刚度无关。
（2）由于模型的不同，实际梁受到的反力也不同，弹性地基梁板模型支座反力大，跨中反力小。
而倒楼盖模型中的反力只是均布线载。
（3）弹性地基梁板模型考虑了整体弯曲变形的影响，而倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，不受整体弯曲变形的影响。
（4）由于倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，因此各点的反力均相同，由此计算得到的梁端剪力无法与柱子的荷载相平衡，而弹性地基梁板模型计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的。
地基模型的选择
λ
地基计算模型，大致可分为不连续模型和连续性模型两大类。
在基础设计时，如何选择相应的地基模型则是一个比较复杂的问题，很难给出一个统一的标准。
在此，本人仅就上述地基计算模型的力学特点和适用范围做一些简单的介绍。
λ
1.文克尔地基模型的受力特点和适用范围
λ
文克尔地基模型实质上来源于阿基米德浮力定律的一个推论，比如浮桥结构是严格执行文克尔地基模型的。
显然，力学性质与液体相近的地基，比较符合文克尔模型假定。
λ
因此，该模型主要用于抗剪强度极低的流态淤泥质土或地基土塑性区开展比较大的基础。
另外，当厚度不超过基底短边之半的薄压缩层地基，因压力比较大，剪应力比较小，所以也比较符合文克尔模型假定。
λ
从地基土的分类角度上讲，地基土可粗略地分为非粘性土和粘性土。
一般地说，当基础位于非粘性土上时，采用文克尔地基模型还是比较合适的。
特别是当基础比较软的情况。
λ
文克尔地基模型的另一个主要特点就是模型简单，适合手算。
因此，当上层建筑为框架结构，填充墙比较少，结构整体刚度比较小，基础虽然采用筏基，但筏板的刚度也不是很大时，若基础位于非粘性土上，也可以采用文克尔地基模型。
λ
2. 弹性半空间地基模型受力特点和适用范围
λ
如前所述，弹性半空间地基模型总是假定地基土是均质的、各向同性的弹性半无限体。
其沉降计算所使用的地基土弹性模量是定值，不随土体性状变化而变化。
因此这种方法计算出来的压力泡是连续的。
λ
然而实际上，地基土不可能是均质的、各向同性的弹性半无限体。
其弹性模量也不会是一个值，因此，在竖向荷载作用下的压力泡不会是连续的。
所以，弹性半空间地基模型的计算结果也仅是一个近似解。
λ
由于弹性半空间地基模型是一种能够考虑非线性影响的连续性模型，所以从理论上讲，可以适用于各种地基土类型。
但由于从数学上讲此种地基模型求解困难，因此目前只能用于基础体量比较小的结构。
如果基础体量比较大，采用此方法求解不出来时，则仍需采用弹性地基梁板模型。
λ
3.倒楼盖模型的选择
当地基比较均匀，上部结构刚度比较好，梁板式筏基梁的高跨比或平板式筏板的厚跨比不小于1/6，且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时，筏板基础可仅考虑局部弯曲的影响，按倒楼盖模型计算。