9.1.4  分析计算参数
[菜单路径]   分析设计 > 总设计参数 > 分析控制参数

 

区分 版本 / Revision No. 改善建议者 改善内容 内容列表
产品功能 Ver.112 R3 / No.2009-03
—

—

 — —
手册内容 Ver.110 R2 / No.2009-02

—

—
 — —

 

功能说明

 

图9.1.4-1  基础梁分析参数

 

对于采用有限元分析方法分析的基础，包括基础梁、承台梁、平板式筏基、梁板式筏基、桩筏基础等，在分析控制参数中输入相关基础类型的分析参数，包括分析方法及边界条件等。

（1）基础梁  
        基础梁适用于多高层建筑，地基土承载力较低，不能采用独立柱基或桩基时的情况，分为无地下室及有地下室（防水板）两种类型。

  • 分析方法：基础梁分析采用梁元法，即采用梁单元进行分析。上部结构的所有荷载都由基础梁承受。

  • 边界条件：提供了弹性地基法和倒梁法两种，程序默认为弹性地基法。

  • 倒梁法反力：选择倒梁法时，需要选择将上部荷载转换为等效荷载。程序提供了两种转换方法，即k值法和平均反力法。

  • 考虑上部结构刚度：当边界条件定义为弹性地基时，可以选择是否考虑上部结构刚度。

 

注意事項
（1）弹性地基法是将地基视为弹簧作用在基础梁下的方法。弹性地基法中的基础梁采用了文克尔弹簧的梁单元。文克尔弹簧的刚度取值有两种方法，一种是通过沉降分析计算(分析设计>刚度>基床系数定义>基床系数定义中选择"按沉降反算")，一种是用户直接输入的方法(分析设计>刚度>基床系数定义>基床系数中直接定义"基床系数")。
（2）使用弹性地基法时，可以选择是否考虑上部结构刚度进行分析；使用倒梁法时不能考虑上部结构刚度。
（3）倒梁法是将上部结构的柱和墙作为铰支承，将上部结构的荷载作为等效荷载反作用在基础梁上进行分析的方法。
（4）倒梁法反力计算中的k值法是假设基础梁或底板坐落在弹性地基上，将上部结构荷载和附加荷载作用在基础梁或底板上进行分析，然后将基础梁或底板上的反力反作用在基础上，将柱和剪力墙作为铰支座重新分析基础内力的方法。
计算反力时使用的弹性地基的基床反力系数程序将根据前面用户所选的持力层的土的类型内部自动取值。如图9.1.4-2、3所示，高层部分的反力分布要大于裙房。K值法可以比较准确的反映高层区域的反力分布，可以看出平均反力法不适用于高层加裙房的结构形式。

 

   

图9.1.4-2  高层部分反力                                                                                  图9.1.4-3  倒梁法荷载分布

 

（5）倒梁法反力计算中平均反力法是将基础视为刚体计算地基反力的方法。先将基础梁上的上部结构荷载和附加荷载转换为作用在基础中心上的等效荷载，然后将等效荷载反作用到如图3所示由基础梁围成的区域内。

 

 

                                                         

:作用在基础中心的等效竖向荷载
:作用在基础中心的等效X方向的弯矩
:作用在基础中心的等效Y方向的弯矩
:第i号底板的等效压力荷载

 

 

 

图9.1.4-4  平均反力法计算反力荷载

 

功能说明
（2）承台梁
    承台梁适用于多高层建筑，地基土承载力较低，适合采用桩基时的情况，分为无地下室及有地下室（防水板）两种类型。

 

图9.1.4-5  承台梁分析参数

 

  • 分析方法：承台梁分析采用梁元法，即采用梁单元进行分析。上部结构的所有荷载都由承台梁传给桩基承受。

  • 边界条件：提供了弹性桩和桩基为连续铰支座两种，程序默认为弹性桩法。 

  • 考虑上部结构刚度：当边界条件选择为弹性桩法时，可以选择是否考虑上部结构刚度；当边界条件为连续铰支座时，不能考虑上部结构刚度的影响。

 

注意事項
（1）弹性桩方法是将桩视为弹簧，承载梁由弹簧支承的方法；弹性桩法中的计算桩刚度值的方法有三种，一种是通过沉降计算获得桩刚度值的方法(分析设计>刚度>基床系数定义>桩刚度中"按Mindlin沉降反算"定义)；一种按桩顶产生单位竖向位移计算（分析设计>刚度>基床系数定义>桩刚度中"按规范JGJ94-2008附录C计算"）；一种是由用户直接输入桩刚度的方法(分析设计>刚度>基床系数定义>桩刚度中直接定义"桩刚度")。
（2）桩为连续铰支座是将桩视为铰支座支承承载梁的方法，选择桩为连续铰支座法时，因为桩位置的位移为零，所以程序没有支持考虑上部结构刚度的选项。

 

功能说明
（3）平板式筏基
    筏基适用于多高层建筑，上部荷载较大，当采用条形基础不能满足上部结构的容许变形和地基的承载力时；或建筑要求基础具有足够的刚度以调节不均匀下沉时的情况。分为平板式及梁板式筏基两种类型。

 

图9.1.4-6  平板式筏基分析参数

 

  • 分析方法：分为板元法和板带法。板元法即采用板单元进行分析；板带法即按梁单元进行分析。

  • 边界条件：分为弹性地基和倒楼盖法。当分析方法选择板带法时，边界条件只有倒楼盖法。

  • 考虑上部结构刚度：当分析方法选择板元法，且边界条件定义为弹性地基时，可选择是否考虑上部结构刚度。

  • 有限元网格控制尺寸：当选择板元法时，需要指定网格划分尺寸，程序默认值为2.0m。

  • 倒楼盖反力：当边界条件选择为倒楼盖法时，需要计算倒楼盖的反力，计算方法分为K值法及平均反力法。

 

注意事項
（1）当筏板上没有桩和肋梁时，程序自动判断为平板式筏基，并使用在平板式筏基中设定的参数进行分析。
（2）程序支持在同一模型中有几种基础形式，各基础形式的分析方法采用各自设定的选择，但是边界条件需要设置为相同的条件。例如全部设置为倒楼盖法(可以混和使用倒梁法)或弹性地基法(可以混合使用弹性桩法)，不能混和使用倒楼盖法和弹性地基法。
（3）弹性地基法是将地基视为弹簧，筏板支承在弹簧上的分析方法，弹性地基边界条件只支持板元法。弹性地基法中的筏基使用具有文克尔弹簧的板单元，文克尔弹簧的刚度取值有两种方法，一种是通过沉降分析计算(分析设计>刚度>基床系数定义>基床系数定义中选择"按沉降反算")，一种是用户直接输入的方法(分析设计>刚度>基床系数定义>基床系数中直接定义"基床系数")。
（4）倒楼盖法是将上部结构的柱或墙体视为铰支座，将上部结构的荷载转换为等效荷载反作用在基础上进行分析的方法。倒楼盖法边界条件支持板元法和板带法。程序提供的等效荷载的计算方法有k值法和平均反力法。
（5）平均反力法是将筏基视为刚体，将上部结构荷载和附加荷载转换到基础中心位置后计算反力，将反力作为等效荷载反作用在基础上，将柱和墙体视为铰支承进行分析的方法计算地基反力的方法。计算方法如图9.1.4-7所示。

 

 

                                                       


:作用在筏板中心的等效竖向荷载
:作用在筏板中心的等效X方向弯矩
:用在筏板中心的等效Y方向弯矩
:作用在第i号房间的等效压力荷载

图9.1.4-7 平均反力法计算反力荷载

 

（6）K值法是假定基础放置在弹性地基上，将上部结构荷载作用在筏板上进行分析获取筏板的反力，然后将反力作为等效荷载反作用在基础上，将柱和墙体视为铰支承进行分析的方法。

 

功能说明
（4）梁板式筏基
     梁板式筏基是在平板式筏基上通过增加一些肋梁从而减少筏板基础厚度的基础形式。

 

图9.1.4-8  梁板式筏基分析参数

 

  • 分析方法：分为板元法和梁元法。板元法即采用板单元进行分析；梁元法即按梁单元进行分析。

  • 边界条件：分为弹性地基和倒楼盖法。当分析方法选择板元法时，边界条件只有弹性地基。 

  • 考虑上部刚度：当边界条件定义为弹性地基时，可选择是否考虑上部结构刚度。

  • 有限元网格控制尺寸：当分析方法选择为板元法时，需要定义有限元网格控制尺寸。

  • 倒楼盖反力：当边界条件选择为倒楼盖法时，需要计算倒楼盖的反力，计算方法分为K值法及平均反力法。

 

注意事項
（1）在前处理中如果使用筏板和肋梁来建模，且筏板下没有布桩时，程序将自动判断为梁板式筏基。
（2）当选择板元法进行分析时，对于肋梁部分采用与筏板厚度不同的板单元，边界条件只支持弹性地基法。
（3）当选择梁元法进行分析，边界条件支持弹性地基法和倒楼盖法；底板按弹性（塑性）查表法或有限元法计算，异形底板默认按有限元法计算；
（4）弹性地基法是将地基视为弹簧，筏板支承在弹簧上的分析方法。弹性地基法中的筏基使用具有文克尔弹簧的板单元，文克尔弹簧的刚度取值有两种方法，一种是通过沉降分析计算(分析设计>刚度>基床系数定义>基床系数定义中选择"按沉降反算")，一种是用户直接输入的方法(分析设计>刚度>基床系数定义>基床系数中直接定义"基床系数")。
（5）使用弹性地基法时，程序支持考虑上部结构刚度进行分析。
（6）倒楼盖法是将上部结构的柱和墙视为铰支座，将上部结构的荷载转换为等效荷载反作用在基础上进行分析的方法。程序中梁板式基础的倒楼盖法只支持梁元法。程序提供的等效荷载的计算方法有K值法和平均反力法。
（7）K值法是假定基础放置在弹性地基上，将上部结构荷载作用在筏基上进行分析获取筏基的反力，然后将反力作为等效荷载反作用在基础上，将柱和墙体视为不动铰支座进行分析的方法。
（8）平均反力法是将筏基视为刚体，将上部结构荷载和附加荷载转换到基础中心位置后计算反力，将反力作为等效荷载反作用在基础上，将柱和墙体视为不动铰支座进行分析的方法。
（9）程序中的倒楼盖法不支持考虑上部结构刚度进行分析。

 

功能说明
（5）桩筏基础
         桩筏基础一般用于高层建筑且地基承载力较低，筏形基础下天然地基承载力或沉降不能满足设计要求时采用。桩筏基础具有基础刚度大、承载力高、沉降均匀等优点。桩筏基础分为有肋梁和无肋梁两种形式。

 

图9.1.4-9  桩筏基础分析参数

 

  • 分析方法：桩筏基础只采用板元法分析。板元法即采用板单元进行分析。

  • 边界条件：分为弹性桩和倒楼盖法。

  • 考虑上部结构刚度：当边界条件定义为弹性桩时，可选择是否考虑上部结构刚度。

  • 有限元网格控制尺寸：板元法分析时，需要定义有限元网格控制尺寸。

  • 倒楼盖反力：当边界条件选择为倒楼盖法时，需要计算倒楼盖的反力，计算方法分为K值法及平均反力法。

 

注意事項
（1）筏板下有桩时程序会自动识别为桩筏基础，按桩筏基础中的参数选择进行分析。
（2）弹性桩法是将桩视为弹簧，筏基由弹簧支承的分析方法。弹性桩法中的计算桩刚度值的方法有三种，一种是通过沉降计算获得桩刚度值的方法(分析设计>刚度>基床系数定义>桩刚度中"按Mindlin沉降反算")；一种是由用户直接输入桩刚度的方法(分析设计>刚度>基床系数定义>桩刚度中"桩刚度"定义；
一种按桩顶产生单位竖向位移计算（分析设计>刚度>基床系数定义>桩刚度中"按规范JGJ94-2008附录C计算"）。
（3）使用弹性桩法时可以选择考虑上部结构刚度进行分析，倒楼盖法不支持考虑上部结构刚度进行分析。
（4）倒楼盖法是将上部结构的柱和墙视为不动铰支座，将上部结构的荷载转换为等效荷载反作用在基础上进行分析的方法。程序提供的等效荷载的计算方法有k值法和平均反力法。
（5）K值法是假定基础放置在弹性地基上，将上部结构荷载作用在筏基上进行分析获取筏基的反力，然后将反力作为等效荷载反作用在基础上，将柱和墙体视为不动铰支承进行分析的方法。
（6）平均反力法是将筏基视为刚体，将上部结构荷载和附加荷载转换到基础中心位置后计算反力，将反力作为等效荷载反作用在基础上，将柱和墙体视为不动铰支承进行分析的方法。计算方法介绍见图9.1.4-10。

 

                                                           


:作用在筏板中心的等效竖向荷载
:作用在筏板中心的等效的X方向弯矩
:作用在筏板中心的等效的Y方向弯矩
: 作用在第i个桩上的等效集中荷载

图9.1.4-10  平均反力法计算反力荷载

 

1

考虑地基特性的分析

2

复合基础的分析和设计

3

考虑上部结构刚度的分析

4

根据施工规范进行筏板基础设计