基礎(chǔ)抗浮設(shè)計(jì)和防水板計(jì)算

基礎(chǔ)水浮力計(jì)算和防水板計(jì)算1水浮力計(jì)算計(jì)算的關(guān)鍵參數(shù)基礎(chǔ)水浮力計(jì)算如果勾選底板抗浮驗(yàn)算（考慮最高水位）參數(shù)，軟件將增加最高水位工況的計(jì)算，并在對(duì)基礎(chǔ)荷載的基本組合中增加一組疊加最高水位工況的荷載組合，最高水位工況在組合公式中簡(jiǎn)稱(chēng)“?。ǜ撸保跇?biāo)準(zhǔn)組合中增加恒+?。ǜ撸┑慕M合?？紤]最高水位后，可能增加基礎(chǔ)的彎矩、配筋，增加樁及抗拔樁承受的向上的拉力或減少壓力。還可進(jìn)行基礎(chǔ)的整體抗浮驗(yàn)算最低水位處理相同，但作用是減少基底壓力基礎(chǔ)整體抗浮樁的抗壓和抗拉剛度分別設(shè)置不能承擔(dān)豎向壓力的樁，可將其抗壓剛度設(shè)置為0，這樣的樁在恒活風(fēng)組合工況下不起作用不能承擔(dān)抗拔承載力的樁，可將其抗拉剛度設(shè)置為0，這樣的樁在水浮力工況下不起作用考慮土樁抗拉抗壓剛度不同的迭代計(jì)算1）土只能承擔(dān)壓力，不能承擔(dān)拉力；2）普通樁、抗拔錨桿等拉壓剛度不同，差異很大。如果地基土或者樁出現(xiàn)了部分受壓部分受拉的情況，就應(yīng)該通過(guò)考慮土樁抗拉抗壓剛度不同的非線性迭代計(jì)算方法進(jìn)行分析水浮力大時(shí)，部分區(qū)域的筏板會(huì)出現(xiàn)上拱效應(yīng)，上拱區(qū)域的土將失去支撐作用，該區(qū)域的抗拔錨桿將起拉桿作用。這種情況需采用迭代計(jì)算才能得出土的壓力和錨桿的壓力值考慮土樁抗拉抗壓剛度不同的迭代計(jì)算非線性本質(zhì)要求不能使用疊加原理，所以不能按單工況分別計(jì)算、并對(duì)荷載組合通過(guò)效應(yīng)疊加的方法。應(yīng)該把組合后的荷載加載到基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算。簡(jiǎn)單實(shí)例對(duì)比分析這里空曠只有1層有柱這里空曠只有1層有柱空曠部位下的基底軸力只有其他柱的20%水浮力52KN/m^2基于倒樓蓋模型的多模型分析方法——抗浮工況組合的基礎(chǔ)位移圖非線性分析方法——抗浮工況下的基礎(chǔ)位移圖基于倒樓蓋模型的多模型分析方法——配筋-X頂基于倒樓蓋模型的多模型分析方法——配筋-Y頂基于非線性方法——配筋結(jié)果-X頂（紅框區(qū)域）基于非線性方法——配筋結(jié)果-Y頂（紅框區(qū)域）傳統(tǒng)算法結(jié)論：必須設(shè)置抗拔樁才能滿足抗浮設(shè)計(jì)要求傳統(tǒng)算法結(jié)論上部剛度及荷載不均勻時(shí)，基礎(chǔ)抗浮計(jì)算（或其它基礎(chǔ)受拉情況）采用倒樓蓋模型、

樓板模型、或線性計(jì)算方法，結(jié)果可能是偏于不安全?；诜蔷€性的分析模型能準(zhǔn)確模擬水和上部荷載的相對(duì)關(guān)系，支座關(guān)系更加真實(shí)，所以可以準(zhǔn)確模擬出水上抬效應(yīng)?？紤]是否設(shè)置抗拔樁的計(jì)算最大水浮力發(fā)生在局部范圍：僅24kN/m2,整體抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算通過(guò)，是否需要設(shè)抗拔樁？典型實(shí)例4041抗浮設(shè)計(jì)依賴(lài)錨桿抗拔和筏板彎曲抗浮共同作用42最大頂部配筋24cm2最大頂部配筋36cm2某一帶有最大水浮力基本組合的筏板彎矩圖,依靠筏板本身的抗彎承載力承擔(dān)水浮力，沒(méi)有設(shè)設(shè)抗拔樁90米高的風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)考慮土樁抗拉抗壓剛度不同的迭代計(jì)算非線性本質(zhì)要求不能使用疊加原理，所以不能按單工況分別計(jì)算、并對(duì)荷載組合通過(guò)效應(yīng)疊加的方法。應(yīng)該把組合后的荷載加載到基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)迭代計(jì)算結(jié)果控制基礎(chǔ)0應(yīng)力區(qū)的大小審圖認(rèn)為：上部結(jié)構(gòu)計(jì)算的Wmass.out文件的零應(yīng)力區(qū)驗(yàn)算結(jié)果，是基于上部的外包輪廓計(jì)算的，沒(méi)有考慮實(shí)際基礎(chǔ)的尺寸大小非迭代計(jì)算迭代計(jì)算迭代計(jì)算準(zhǔn)確給出最不利工況下的零應(yīng)力區(qū)百分比防水板設(shè)計(jì)

對(duì)防水板自動(dòng)進(jìn)行二步計(jì)算。

第一步計(jì)算將柱底、墻底作為支撐防水板的不動(dòng)支座，地基梁作為彈性支座，采用倒樓蓋模型對(duì)防水板進(jìn)行有限元計(jì)算和配筋計(jì)算。

第二步計(jì)算非防水板基礎(chǔ)，如獨(dú)立基礎(chǔ)、樁承臺(tái)等，此時(shí)考慮防水板傳遞過(guò)來(lái)的荷載。51防水板計(jì)算過(guò)程:柱下獨(dú)基和防水板二步計(jì)算一次完成本例對(duì)比說(shuō)明防水板將水浮力傳給了獨(dú)基后，增加了獨(dú)基承受的彎矩和配筋僅布置了單樁承臺(tái)包圍單樁承臺(tái)布置了防水板樁在1.0恒-1.0水浮力下的反力由于防水板傳來(lái)的向上水浮力而使樁改為承受向上的拉力本例對(duì)比說(shuō)明防水板將水浮力傳給了樁承臺(tái)下的樁防水板本身計(jì)算6種荷載工況組合：（1）標(biāo)準(zhǔn)組合1.0恒-1.05浮；（2）標(biāo)準(zhǔn)組合

1.0恒+1.0活（3）基本組合1.2恒+1.4活-1.2浮(低)（可設(shè)是否考慮）；（4）基本組合

1.35恒+0.98活-1.2浮(低)（可設(shè)是否考慮）；（5）基本組合

1.0恒-1.2浮(高)；（6）基本組合

1.0恒-1.0人防。注：防水板不承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載防水板的計(jì)算模型示意圖防水板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)多塊防水板建模方式1要包住柱墻等支座；多塊防水板對(duì)接邊要平齊一致，否則影響網(wǎng)格劃分質(zhì)量；多塊防水板建模方式2以最薄厚度建一大防水板；其他板厚區(qū)域在大防水板內(nèi)建小防水板；重疊區(qū)域取較厚防水板；考慮防水板荷載傳遞到其他基礎(chǔ)的關(guān)鍵參數(shù)必須勾選【底板抗浮驗(yàn)算】；可控制傳遞到其他基礎(chǔ)的荷載組合4.防水板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)典型防水板基礎(chǔ)工程防水板的兩種計(jì)算模型對(duì)比及應(yīng)用理想假定模型——基于倒樓蓋的二階段分析方法；精細(xì)分析模型——基于非線性抗浮驗(yàn)算的分析方法；防水板基于倒樓蓋的二階段分析的局限性采用柱墻不動(dòng)支座的理想模型，所以：未進(jìn)行整體抗浮驗(yàn)算；局部抗浮驗(yàn)算僅考慮局部彎曲部分，未考慮整體彎曲影響；不能進(jìn)行抗拔錨桿設(shè)計(jì)（常見(jiàn)問(wèn)題：算不出錨桿受力）；用筏板建模；【基礎(chǔ)建模】雙擊板邊線，隨時(shí)進(jìn)行筏板防水板切換防水板精細(xì)分析模型

——基于非線性抗浮驗(yàn)算的分析方法；用筏板建防水板的基床系數(shù)指定為0一般防水板做法上是不考慮防水板下土的承載力的，其基床系數(shù)應(yīng)該指定為0;【基礎(chǔ)計(jì)算及結(jié)果輸出】【基床系數(shù)】菜單按【構(gòu)件】方式修改筏板基床系數(shù)為0，軟件自動(dòng)過(guò)濾筏板內(nèi)其他基礎(chǔ)的基床系數(shù)不被修改；參見(jiàn)上節(jié)內(nèi)容，就按照考慮上部基礎(chǔ)土共同分析的非線性分析方法進(jìn)行計(jì)算分析。按【構(gòu)件】方式修改筏板基床系數(shù)為0如何選擇計(jì)算方法？彈性地基梁法和倒樓蓋法的區(qū)別1、彈性地基梁板采用的是文克爾假定，地基梁內(nèi)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鋪鋼筋混凝土梁，其內(nèi)力的大小只與板傳給它的荷載有關(guān)，而與地基土彈簧剛度無(wú)關(guān)。2、由于模型的不同，實(shí)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荷載。3、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。4、由于倒樓蓋模型的底板只是一塊剛性板，因此各點(diǎn)的反力均相同，由此計(jì)算得到的梁端剪力無(wú)法與柱子的荷載相平衡，而彈性地基梁板模型計(jì)算出來(lái)的梁端剪力與柱子的荷載是相平衡的。5、對(duì)于防水板的計(jì)算自動(dòng)用倒樓蓋方法，與計(jì)算方法的選擇無(wú)關(guān)。對(duì)于非線性只用于彈性地基梁的計(jì)算方法。筏板與防水板的計(jì)算模型差異1、防水板不考慮土受力；筏板可以考慮土受力，也可以不考慮（需要人為指定基床系數(shù)為0）；2、但是防水板配筋是彎矩疊加，比如1.2恒+1.4活-水的組合，配筋用1.2恒+1.4活-水；而筏板高水組合如果是線性計(jì)算用max（1.2恒+1.4活，水），非線性計(jì)算直接用1.2恒+1.4活-水的結(jié)果（這個(gè)不能對(duì)比防水板模型）；3、筏板計(jì)算的恒活包括上部計(jì)算的恒活；防水板的恒活不包括上部計(jì)算的恒活，只是板本身的恒活。4、有抗浮錨桿只能用筏板模型。建議：只要有抗浮都用筏板模擬（可以將筏板K=0模擬防水板）。原因：1、這是防水板的精確算法2、這種方式整體計(jì)算、結(jié)果查看等流程更簡(jiǎn)單明了。防水板的自承重設(shè)計(jì)一般認(rèn)為，設(shè)置軟墊層防水板的恒活荷載可以由防水板的墊層獨(dú)立承擔(dān)，這種情況下可以不勾選該選項(xiàng)，即認(rèn)為只含恒活荷載的荷載組合不傳遞到非防水板基礎(chǔ)。勾選此參數(shù)后，軟件不僅將含高水、含人防荷載的荷載組合傳給其他基礎(chǔ)，還將其他所有荷載組合都傳給其他非防水板基礎(chǔ)。由于勾選后考慮了只含恒活荷載的組合到其他基礎(chǔ)的傳遞，其他基礎(chǔ)的最大樁土壓反力會(huì)增加，承載力驗(yàn)算結(jié)果更容易出現(xiàn)不滿足的情況。模擬防水板的筏板支持自承重設(shè)計(jì)1.9版本在【擴(kuò)展選項(xiàng)】里增加了“筏板自承重”的選項(xiàng)。用筏板模擬防水板，當(dāng)筏板下設(shè)置軟墊層時(shí)勾選，否則不勾選。模擬防水板的筏板支持自承重設(shè)計(jì)勾選時(shí)，需將獨(dú)基（承臺(tái)）以外、筏板以?xún)?nèi)區(qū)域的基床系數(shù)應(yīng)指定為0，非抗浮組合下筏板自重和板面荷載直接傳給軟墊層，不再傳給獨(dú)基（承臺(tái)）；抗浮組合下水浮力荷載先抵消筏板自重和板面荷載，剩下的再傳給獨(dú)基（承臺(tái)），如水浮力不足以抵消筏板自重和板面荷載，筏板自重和板面荷載剩下的部分將傳給軟墊層。筏板自重和板面恒活荷載G+PD+PL柱(墻)荷載ND+NL地基反力R軟墊層反力R1獨(dú)基(承臺(tái))軟墊層提供的反力為：R1=1.0*(G+PD)+1.0*PL非抗浮組合，例如1.0恒+1.0活，R=1.0*ND+1.0*NL抗浮組合，例如1.0恒-1.0?。篟=1.0*(G+PD+ND)-1.0*W柱(墻)荷載ND筏板自重和板面恒載G+PD地基反力R水浮力W水浮力荷載先抵消筏板自重和板面荷載，剩下的再傳給獨(dú)基（承臺(tái)），如水浮力不足以抵消筏板自重和板面荷載，筏板自重和板面荷載剩下的部分將傳給軟墊層模擬防水板的筏板支持自承重設(shè)計(jì)當(dāng)不勾選時(shí)，非抗浮組合下筏板自重、覆土重、板面荷載直接傳給獨(dú)基（承臺(tái)），抗浮組合下水浮力荷載先抵消筏板自重、覆土重、板面荷載，剩下的再傳給獨(dú)基（承臺(tái)）。非抗浮組合，例如1.0恒+1.0活，R=1.0*(G+PD+ND)+1.0*(PL+NL)抗浮組合，例如1.0恒-1.0?。篟=1.0*(G+PD+ND)-1.0*W筏板自重和板面恒活荷載G+PD+PL柱(墻)荷載ND+NL地基反力R水浮力W柱(墻)荷載ND地基反力R筏板自重和