大底盘多塔楼层建筑基础的设计讲座课件.ppt
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1、1l1,大底盘高层建筑基础设计简介l2,上部结构荷载的正确使用l3,上下部结构共同作用l4,沉降、内力计算及地基模型的选择l5,大底盘高层建筑基础交互设计l6,厚板有限元计算改正l7,变刚度调平设计方法应用介绍2l1,大底盘多塔楼高层建筑应用现况 l 每年城镇竣工的建筑面积达5亿平方米。大底盘多塔楼高层建筑、地下商场、地下车库建筑以及大跨空间、多层地下结构的出现,在目前住宅小区建设以及大型公建项目中都占有非常重要的地位,其面积可达总竣工建筑面积的10%。345678l(1)上部结构塔楼相对大底盘地下结构刚度大,荷载不均匀,基底反力不均匀,基础底板的不均匀变形。设计不当会引起基础开裂。例如国贸二
2、期工程底板裂缝,防水失效;昆明建筑大厦梁板式筏基开裂,底板防水失效。9l(2)目前解决大底盘高层建筑不均匀沉降的办法一是设置沉降缝,二是设置施工“后浇带”,待沉降基本稳定后再浇筑“后浇带”砼。(北京降水费用:在6个月以内100120元/平米,612个月150170元/平米)l(3)高层建筑与纯地下车库的连接相当于主塔楼与裙房的连接101112lPM荷载lTAT,SATWE,PMSAP荷载l子结构的凝聚荷载l“一次加荷”,l“模拟施工1”,“模拟施工2”,“模拟施工3”l活荷载楼层折减l一层荷载作用点标高1314活载楼层不折减15l1,荷载楼面折减系数的影响l在PM交互输入的楼面折减不但影响梁的
3、设计也影响柱与基础的设计(与楼层折减系数连乘)l规范:荷载楼面折减系数应只影响梁。l2,基础设计是否不考虑地震效应组合(在地基规范3.0.4没有提地震效应组合)?l基础设计应考虑地震效应组合。抗震设计应依据抗震规范,桩基设计还应依据桩基规范,有地方规范(规程)应优先按地方规范设计。(类比:荷载规范中也没有提地震效应组合)16l3,地震效应组合会发生竖向力增加或减小(力不平衡)l按静力概念理解地震效应组合与风荷载组合,认为竖向力不应增加或减小。实际发现力不平衡。l原因是底层地震内力是通过CQC方法得到,CQC是一种用于单个构件的地震内力统计方法,将CQC以后的内力作为荷载来进行整体分析是一种近似
4、,就会发生力不平衡的这种现象。17l4,SATWE等增加“模拟施工3”,基础设计如何取用?l“模拟施工3”实是分层刚度分层加载方法l“模拟施工1”实是整体刚度分层加载方法l“模拟施工3”大大改善了“一次加荷”与“模拟施工1”中的竖向刚度不均匀造成竖向荷载传递不合理现象。l“施工模拟2”是专为基础设计生成,是一种人工近似。l建议:优先采用“施工模拟3”+上下部结构共同作用l 采用“施工模拟1”+上下部结构共同作用l 采用“一次加荷”+上下部结构共同作用l “施工模拟2”(不应考虑上下部结构共同作用)l竖向刚度不均匀结构举例:l 框架剪力墙结构,内砼筒体+外钢框架结构18MNQ荷载作用点标高M=M
5、+Q*HH19H1H2GABCD20l1.上部结构计算时假设基础不变形,是固端约束:实际结构的基础会沉降且可能不均匀。差异沉降会对上部结构产生次内力。l2.不同结构形式对差异沉降的反应是不同的。l3.地基规范条文中相关内容215.3.10 在同一整体大面积基础上建有多栋高、低层建筑,沉降计算时应考虑上部结构、基础与地基的共同作用。713 设计时,应考虑上部结构和地基的共同作用。对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件进行综合分析,确定合理的建筑措施、结构措施和地基处理方法。8.3.2 柱下条形基础的计算,除应符合本规范第 8.2.7 条一、二款的要求外,尚应符合下列原则:1 在比较均匀的地基上
6、,上部结构刚度较好,荷载分布较均匀,且条形基础梁的高度不小于 1/6 柱距时,地基反力可按直线分布,条形基础梁的内力可按连续梁计算,此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以 1.2 的系数;8.4.10 当地基土比较均匀、上部结构刚度较好、梁板式筏基梁的高跨比或平板式筏基板的厚跨比不小于 1/6,且相邻柱荷载及柱间距的变化不超过 20%时,筏形基础可仅考虑局部弯曲作用。筏形基础的内力,可按基底反力直线分布进行计算,计算时基底反力应扣除底板自重及其上填土的自重。当不满足上述要求时,筏基内力应按弹性地基梁板方法进行分析。22l1,按TAT、SATWE、PMSAP的凝聚的上部结构刚度进行计算 lT
7、AT,SATWE,PMSAP刚度凝聚的过程实际上是将上部结构作为整个上下部结构的子结构,对于基础筏板计算是一个准确解。l2,倒楼盖模型上部结构为刚性(计算局部内力)l3,不考虑上部结构刚度上部结构刚度为0232425l 考虑上部 不考虑上部(mm2/m)lX上筋 4955 4184lY上筋 5992 7694lX下筋 9414 9461lY下筋 6945 823426l沉降=附加压应力引起的沉降+回弹再压缩计算l桩基可不考虑回弹再压缩niiiiicicczzEps111)(27l一、半经验实体深基础法l二、从单桩出发考虑群桩作用的沉降计算法l建筑地基基础规范GB5007-2002l桩基规范JG
8、J94-94l上海地基规范DBJ08-11-19992829l 算例:油罐设计算例:油罐设计l板厚1.1米l桩长36米l油罐直径26.44米l荷载300kPa30313233位置(离中心距m)02.424.827.229.1212.02比值中心处结果桩数1713192430总桩94上海规范沉降12612512011197801.575MINDLIN解沉降(mm)10510410196.791.285.11.234M=1952 kNm/mMINDLIN解桩反力(kN)1338137214261449163025391.898A=6862 mm2/m修正解沉降(mm)98.197.997.195.
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