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8-各類典型工程應用案例(四)

發布時間:2016-07-13

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典型用戶工程應用案例

八 沉降計算

院樁筏沉降

音樂廳 - 不帶底板

模型

土層分布不均勻 部分樁端在粘性土層(壓縮模量10)、部分在圓礫土層(壓縮模量45

問題:

目前本項目只考慮上部荷載下的沉降,低水位工況但是不考慮水位影響?;蚕禂等?/span>0,重點分析矩形大柱子800*3000下的沉降值是否符合規范要求?目前有如下問題:

1、結果輸出的"樁反力"上部荷載不一致,比如2樁下,樁反力的和反而比上部柱下反力大?基本全部反力都對不上,不知道問題出在哪?

2、請看看我們這個項目沉降值是否正確合理,可能涉及到參數設置是否正確,謝謝。

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分析
1 樁反力與上部結構荷載關系

可以通過【計算結果】【平衡校核】看整體大小關系,看出總荷載除上部結構荷載外自重及板面荷載也比較大。

另外整體基礎采用有限元計算時的特點:整個上部基礎協同工作,根據變形協調原則按剛度分配計算得到實際樁反力分布,不是樁反力簡單等于該處上部荷載,存在力的協調傳遞作用。

2 沉降計算要點

基礎沉降要考慮相互影響(最好是建立完整的基礎模型)

還要考慮上部結構基礎樁土共同作用影響

應考慮上部結構剛度影響,上部結構計算應勾選圖示參數

計算結果分析

圖示兩處沉降較大,查看計算書分析原因:

沉降比較小的樁計算書

區別在于樁端所落的土層壓縮模量差異大。

所以沉降計算的關鍵點要確保地質資料數據的準確性,錄入地質資料與實際情況要吻合。

院平筏+抗拔樁沉降

K:¥基礎經典案例集¥3948739482)沉降問題

模型

多層酒店項目

平筏基礎(天然地基),部分區域加抗拔樁(錨桿)。

問題

1)沉降計算結果在局部顯示不正常

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2基地反力和附加應力計算結果不相對應

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分析
平筏基礎(天然地基),部分區域加抗拔樁(錨桿)樁土剛度要點:

樁土剛度應該為:

1)土承擔荷載(基床系數不能為0

2抗拔樁抗壓剛度為0、抗拔剛度不為0

參數設置要點:

【地基類型】-對該工程不起作用

對于無樁基礎,如平筏或者梁筏基礎(包括布置了錨桿的情況),該參數項不起控制作用,土基床系數不會自動初始化為零,總會考慮土分擔荷載。

【基床系數和樁剛度】

軟件提供了根據地質資料自動計算、直接指定兩個途徑。

a【根據地質資料按K=P/s,Kp=Q/s反算】

是軟件提供的按所輸入的地質資料和準永久組合荷載大小反算地基基床系數和樁剛度系數的方法,即沉降試算。

沉降試算要求必須有地質資料,軟件會按分組對象(連通筏板為組)按平均反力假定計算沉降并計算基床系數和樁剛度。

本工程不是樁土分擔情況,所以分擔比例參數不起作用。

選擇【根據地質資料按K=P/s,Kp=Q/s反算】時,軟件自動會將錨桿的抗壓剛度初始化為0,不考慮其分擔荷載。

選擇此選項為宜。

b)【直接取以下默認值】

特點:樁(包括錨桿)抗壓、抗拉剛度均取用戶設置值。

選擇此選項時,要在【基礎計算及結果輸出】【樁剛度】中將錨桿的抗壓剛度改為0。

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總結:

當前參數為:

此時應該在【生成數據】后,修改錨桿抗壓剛度為0,見下圖:

地基反力、地基附加反力、沉降計算中的土層附加應力的關系

地基反力:上部所有荷載在土中產生的反力

按彈性地基梁板法得到地基反力是不均勻的,對應沉降計算用的地基反力結果可以查看【地基反力】的準永久組合,見下圖:

地基附加反力:地基反力(不是均勻)減去土自重應力(不一定均勻)

沉降計算中的土層附加應力

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地基附加反力àBoussinesq解求系數關系、并考慮相關范圍內其他基礎地基附加反力引起的附加應力)地基附加應力

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土層附加應力可以對板元的構件信息中查看,見下圖:

注意:筏板的構件信息中也有沉降計算,其結果是沉降試算的結果,特點是平均地基反力計算的中心點沉降,不是最終的沉降依據。應該以沉降等值線及板元信息中的輸出為準。

該工程沉降異常的原因

沉降迭代收斂不好引起,可以通過調整沉降迭代的誤差控制參數解決,見下圖:

調整控制誤差為5mm后結果:

沉降:

位移:

混合基礎沉降迭代39449

模型

中部各塔樓下樁端所處土層較好。

問題

這是一個大底盤模型 計算發現地質資料輸入機樁頂反力均無異常 但是中間幾棟33層高層沉降只有10mm左右 請您幫助查看下 并請幫助算下沉降?

分析

按分層總和法計算沉降,附加應力大?。ɑ讐毫屯练戳Ψ植迹┖屯翂嚎s模量是決定性要素。

各層土的沉降值由本層土的附加應力大小和土壓縮模量決定,即 ,附加應力越大,沉降越大;壓縮模量越小,沉降越大。

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初始情況

對左邊塔樓下樁沉降(30多毫米沉降)和中部塔樓下樁沉降(10毫米)計算進行對比。

通過【構件信息】看單樁計算書,見下圖:

可以看出中部塔樓的沉降小,關鍵因素是其壓縮模量大37.5,左邊塔樓樁下為16.8)。

另外一個關鍵因素是附加應力,附加應力來自樁土反力,本工程為樁土共同分擔情況。從內外力平衡角度,我們知道樁土總反力大小是不變的。但是因為力作用點距離沉降點更遠,同樣大小的土反力對樁沉降的影響要小于樁反力,所以本工程沉降計算的另外一個關鍵因素是樁土的荷載分擔比例,即樁剛度與基床系數的大小比例關系。

然后人工修改指定,實現樁筏部分基床系數為0、平筏部分基床系數為20000。

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所以關鍵問題是兩個:

1)地質資料是否準確輸入,重點是壓縮模量。(用戶郵件表明沒問題)

2)樁土剛度比例是人為指定的(土20000,樁100000),是否會存在土分擔荷載過多導致沉降計算偏小。

盡量充分讓樁分擔荷載,偏于保守進行樁沉降計算

讓軟件自動計算樁土分擔比例,參數設置如下:

基床系數,軟件自動計算值為3000多,對于樁筏部分人工修改為0(沉降計算保守為目標,整個樁筏加厚區都修改為0,目的是讓樁多分擔荷載)。

左塔樓下地質較差些,自動測算剛度為18萬。

中部塔樓下地質相對好一些,樁剛度為30

先按沉降不迭代,計算一遍沉降

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進行沉降迭代

沉降

左邊塔樓下

中部塔樓下

最后結論

中部塔樓下由于土壓縮模量是邊上的兩倍左右,其沉降量會小。

按比較保守的計算,中部塔樓下的沉降可以達到20多毫米。

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