第十七章　基礎的計算

　　(一)聯合基礎的計算

　　⑴雙柱聯合基礎的偏心計算：程序在進行雙柱聯合基礎的設計時，并沒有考慮由于兩根柱子上部荷載不一致而產生的偏心的情況。因此算出的基礎底面積是對稱布置的。這種計算方法對于兩根柱子挨得很近，比如變形縫處觀柱基礎計算幾乎沒什么影響，但對于兩根柱子挨得稍微遠一些的基礎，則會有一定誤差。此時需要設計人員人為計算出偏心值，在獨基布置中將該值輸入過去。然后再重新點取“自動生成”選項，程序可以根據設計人員輸入的偏心值重新計算聯合基礎。

　　⑵雙梁基礎的計算：建議直接在雙軸線上布置兩根肋梁，然后再在梁下布置局部筏板。

　　(二)磚混結構構造柱基礎的計算

　　磚混結構一般都做墻下條形基礎，構造柱下一般不單獨做獨立基礎。有的時候設計人員會發現JCCAD軟件在構造柱下生成了獨立基礎。這主要是因為讀取了PM恒十活所致。這種荷載組合方式沒有將構造柱上的集中荷載平攤到周邊的墻上。

　　設計人員可以在荷載編輯中刪除構造柱上的集中荷載，并在附加荷載中在周邊的墻上相應增加線荷載值。或者設計人員也可以直接讀取磚混荷載，因為磚混荷載自動將構造柱上的集中荷載平攤到周邊的墻上了。

　　(三)淺基礎的最小配筋率如何計算

　　淺基礎如墻下條基等，在對基礎底板配筋時是否該考慮最小配筋率，目前在工程界還有爭議。《基礎設計規范》中沒有規定柱下獨基底板的最小配筋率，而《混凝土規范》對于混凝土結構均有最小配筋率的要求。目前JCCAD軟件對于獨立柱基沒有按最小配筋率計算，對于墻下條基缺省情況下按照0.15%控制，設計人員可以根據需要自行調整。

　　(四)基礎重心校核

　　⑴“筏板重心校核”中的荷載值為什么與“基礎人機交互”退出時顯示的值不一樣?

　　產生此種情況的原因主要有以下兩種：

　　①對于梁板式基礎，由于有些軸線上沒有布置梁或板帶，造成荷載導算時沒有分配到梁或板帶上，從而使兩種方式所產生的重心校核值不一致。

　　②地下水的影響：“筏板重心校核”中的荷載值沒有考慮地下水的影響，而“基礎人機交互”退出時顯示的值考慮了地下水的影響。

　　⑵對于帶裙房的主體結構，筏板重心校核該如何計算?

　　對于帶裙房的主體結構，“筏板重心校校”主體應該與裙房分開計算，而且主要是驗算主體結構的重心校核。

　　(五)彈性地基梁結構5種計算模式的選擇

　　彈性地基梁結構在進行計算時，程序給出了5種計算模式，現對這5種模式的計算和選擇進行一些簡單介紹。

　　⑴按普通彈性地基梁計算：這種計算方法不考慮上部剛度的影響，絕大多數工程都可以采用此種方法，只有當該方法時基礎設計不下來時才考慮其他方法。

　　⑵按考慮等代上部結構剛度影響的彈性地基梁計算：該方法實際上是要求設計人員人為規定上部結構剛度是地基梁剛度的幾倍。該值的大小直接關系到基礎發生整體彎曲的程度。而上部結構剛度到底是地基梁剛度的幾倍并不好確定。因此，只有當上部結構剛度較大、荷載分布不均勻，并且用模式1算不下來時方可采用，一般情況可不用選它。

　　⑶按上部結構為剛性的彈性地基梁計算：模式3與模式2的計算原理實際上最一樣的，只不過模式3自動取上部結構剛度為地基梁剛度的200倍。采用這種模式計算出來的基礎幾乎沒有整體彎矩，只有局部彎矩。其計算結果類似傳統的倒樓蓋法。

　　該模式主要用于上部結構剛度很大的結構，比如高層框支轉換結構、純剪力墻結構等。

更多信息請訪問：結構工程師頻道    結構工程師論壇

?2009年結構工程師考試時間：9月19、20日
?08年考試規范、標準: 2009年一級結構工程師考試網上遠程輔導招生簡章!
?09年結構工程師老師輔導，現在報名可贈07、08年課程！ 

　　⑷按SATWE或TAT的上部剛度進行彈性地基架計算：從理論上講，這種方法最理想，因為它考慮的上部結構的剛度最真實，但這也只對純框架結構而言。對于帶剪力墻的結構，由于剪力墻的剛度凝聚有時會明顯地出現異常，尤其是采用薄壁柱理論的TAT軟件，其剛度只能凝聚到離形心最近的節點上，因此傳到基礎的剛度就更有可能異常。所以此種計算模式不適用帶剪力墻的結構。

　　另外，設計人員在采用《JCCAD用戶手冊及技術條件》附錄C中推薦的基床反力系數K時，該值已經包含上部剛度了，所以沒有必要再考慮一次。

　　⑸按普通梁單元剛度的倒樓蓋方式計算：模式5是傳統的倒樓蓋模型，地基梁的內力計算考慮了剪切變形。該計算結果明顯不同與上述四種計算模式，因此一般沒有特殊需要不推薦使用。

　　(六)樁筏筏板有限元計算筏板基礎時，倒樓蓋模型和彈位地基梁模型計算結果差異很大，

　　為什么?

　　這主要是因為二者的性質是截然不同的：

　　⑴彈性地基梁板模型采用的是文克爾假定，地基梁內力的大小受地基土彈簧剛度的影響，而倒樓蓋模型中的梁只是普通鋼筋混凝土粱，其內力的大小只與核板傳遞給它的荷載有關，而與地基土彈簧剛度無關。

　　⑵由于模型的不同，實際梁受到的反力也不同，彈性地基梁板模型支座反力大，跨中反力小。而倒樓蓋模型中的反力只是均布線載。

　　⑶彈性地基梁板模型考慮了整體彎曲變形的影響，而倒樓蓋模型的底板只是一塊剛性板，不受整體彎曲變形的影響。

　　⑷由于倒樓蓋模型的底板只是一塊剛性板，因此各點的反力均相同，由此計算得到的梁端剪力無法與柱子的荷載相平衡，而彈性地基梁板模型計算出來的梁端剪力與柱子的荷載是相平衡的。

　　(七)為什么同一個梁式筏板基礎，采用梁元法計算和采用板元法計算二者之間會相差較大?

　　工程實例：某工程采用梁式筏板基礎，基礎布置如圖 1所示(圖略)，基床反力系數均取20000Kn/m3，計算結果如圖2所示：(圖略)

　　通過圖2所示的結果可知，兩種計算模式所產生的計算結果存在一定的差異。這主要是由于兩種計算模型的假定不同。這二者之間的差異主要表現在：

　　⑴梁元法計算梁式筏板基礎時，地基梁的計算是按照帶翼緣的T形梁計算的，梁翼緣寬度確定的原則是按各房間面積除以周長，將其加到梁一側，另一側再由那邊相應的房間確定，最后兩側寬度疊加得到梁的總翼緣寬度。

　　⑵板元法計算梁式筏板基礎時，地基梁的計算僅按照矩形梁計算，沒有按照T形梁計算。

　　⑶梁元法計算筏板時，板僅僅是按四邊嵌固的樓蓋方式計算它的內力和配筋，不考慮板與梁整體彎曲的作用。

　　⑷板元法計算筏板時，采用有限元的方法對樓板進行內力計算，能夠考慮板與梁整體彎曲作用的影響。 

　　(八)基礎沉降計算時，為什么會出現沉降計算值為0?

　　這主要是因為基礎埋置太深，基底附加應力為0，甚至于負數所致。

　　(九)基床反力系數K值的計算

　　⑴基床反力系數K值的物理意義：單位面積地表面上引起單位下沉所需施加的力。

　　⑵基床反力系數K值的計算方法：

　　①靜載實驗法：(有一張壓力-沉降曲線圖，圖略)

　　計算公式：K=(P2-P1)/(S2-S1)

　　其中，P2. P1――分別為基底的接觸壓力和士自重壓力，

　　S2、S1――分別為相應于P2. P1的穩定沉降量。

　　②經驗值法：JCCAD說明書附錄二中建議的K值。

　　(十)單樁剛度的計算

　　⑴豎向剛度：

　　①根據《樁基規范》附錄B確定：

　　ρNN=1/(ξNh/EA+1/C0A0)

　　②根據靜載試驗Q-S曲線計算：

　　ρNN=ξ×Qa/Sa

　　⑵彎曲剛度：

　　根據《樁基規范》附錄B中表B-3提供的彎曲剛度公式

　　K=[αEI(A2B2-A1B2)]/(A2C1-A1C2)

　　式中，α--樁的水平變形系數(按《樁基規范》第5.4.5.1條計算)

　　A1、B1、C1、A2、B2、C2等分別為函數影響值，詳見附錄B中表B-6。