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全新的基础设计软件12基础设计菜单的第一部分：基础建模Ribbon风格，平面和三维结合的布置方式地质资料独立基础条基其它布置编辑修改地基梁筏板承台桩其它桩3基础设计的第二部分菜单：基础计算及结果输出-三步操作计算简图荷载图等统一的计算菜单反力、内力、沉降、配筋等计算结果基础设计基本流程1上部结构计算2读取上部结构及荷载3基础建模普通结构三维有限元分析砌体结构竖向导荷地质资料基础构件参数4基础计算及结果输出调整刚度、荷载计算结果查看生成数据5基础施工图自动出图修改裂缝计算参数设置钢筋统计荷载基础计算特点•统一的“一键”计算•不同类别基础按固定次序计算：如拉梁—独基、防水板—承台•不同类别基础等协调计算：如独基—地基梁•不同计算内容顺序进行：有限元—承载力—冲切—抗剪—配筋—沉降•最后的沉降计算考虑不同类型基础之间影响基础有限元计算特点•高质量的筏板单元自动划分；•计算能力强，与上部结构计算通用的有限元计算，计算容量不再受限；•避免应力集中的措施；•多种类型基础的协同计算；•上部结构刚度快速准确的形成；•桩土刚度的人工控制；高质量的筏板单元自动划分通用的有限元计算、计算容量不再受限某12塔基础：400*300米桩筏板基础的单元划分（尺寸1米）30万自由度，自动化分单元+计算时间10分9250*200米280*320米典型的基础工程—多塔楼下、大平面、多种基础形式专业化的力学有限元内核和支持64位•在核心有限元计算方面，联合了北京大学力学系的专业领先的团队，•通过盈建科软件，把国内最好的力学有限元技术推广到建筑行业•极大提高计算速度和计算容量•支持64位操作系统10复杂单体基础如墙下（或多柱）承台及独基11自动按照有限元计算对墙下及多柱等复杂承台及独基自动按照有限元计算12由于承台尺寸比筏板小，采用较小的网格尺寸对地基梁与桩承台或独基的联合基础自动按照有限元计算对桩基桩筏与梁下布桩的联合基础自动按照有限元计算对桩承台+筏板或筏板及加厚区联合基础自动按照有限元计算对筏板+柱墩基础自动按照有限元计算桩筏与筏板联合基础塔楼下桩筏+裙房下筏板的协同有限元计算桩筏与筏板联合基础的设计要点•筏板参数勾选“复合桩基（桩土共同分担）”，因为选择常规桩基将不考虑土分担荷载•注意桩刚度和土基床反力系数是自动生成还是人工赋值•由于塔楼下一般由桩承担全部荷载，为使桩筏下的土不承担反力，可将桩筏部分基床系数设置为0基于子结构思想的上部基础土共同分析子结构凝聚刚度矩阵等价缩减求解方程组规模提升计算速度21基础计算一般应考虑上部结构刚度影响，本项目考虑了3层刚度生成基础上部刚度加速几十倍•上部结构计算时，生成基础计算用的上部结构凝聚刚度；•以前版本这部分计算耗时很多，对于大的基础平面可能需要几十分钟甚至上百分钟•YJK改进计算方法，再大的基础平面情况耗时不会超过几分钟2223不考虑上部刚度最大负弯矩2733考虑上部刚度最大负弯矩1990不考虑上部刚度板顶筋最大70cm2考虑上部刚度板顶筋最大51cm2考虑4层上部结构刚度，筏板钢筋610吨，减少10%筏板弯矩筏板顶部计算钢筋不考虑上部结构刚度，筏板钢筋674吨24筏板钢筋减少20%最终配筋开始配筋基础考虑上部刚度对基础钢筋用量影响考虑不同的上部层数刚度对基础钢筋量的影响曲线!!!!/通用格式!!!!/通用格式!!!!/通用格式!!!!/通用格式!!!!/通用格式!!!!/通用格式!!!!/通用格式不考虑考虑1层考虑3层考虑5层考虑全楼!!!!/通用格式!!!!/通用格式!!!!/通用格式!!!!/通用格式不考虑考虑1层考虑3层考虑5层考虑全楼如果不考虑上部结构刚度主楼荷载不能有效传递到相邻跨主楼外一跨的桩反力会算小，有安全隐患承载力不考虑上部刚度偏于不安全的实例单元划分质量和避免应力集中的对比27YJK的网格划分传统软件的网格划分局部放大局部放大结论：网格自动划分的效果是引起YJK配筋比传统软件小的主要原因。YJK一般比传统软件筏板配筋结果小28现象：大部分区域都是按4500mm2/m构造配筋，凡是计算配筋量大的地方，附近都有带尖角的单元。分析：畸形网格造成应力集中，使得设计弯矩的取值失真。29剪力墙下4桩承台（3800*4300*1800）底部计算钢筋对比JCCAD—6500YJK—2700，与手算一致《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》8.6条文说明数十年来大量工程的箱型基础及筏板基础的钢筋应力实测表明，其钢筋应力都不大，一般只有20-50MPa，远低于钢筋计算应力，并且实测的地基土反力反映了地基、基础和上部结构共同工作的综合结果。造成筏形基础钢筋应力较小的因素很多，如：1设计人员计算基础底板与基础梁时，一般采取地基反力均匀分布的计算模型。这种计算方法会使基础梁板钢筋计算结果偏大，实际上对于跨厚比大于6的基础板底和跨高比大于6的基础梁来说，地基反力不均匀分布的程度较大，越靠近支座地基反力越大。2基础梁板一般较高或较厚，其起拱作用会减少钢筋应力，使钢筋实际应力小于计算结果。3基础底面与土壤之间的摩擦力也会减少梁、板钢筋应力。4。。。。。。30原来软件对上部墙柱荷载向多段墙分摊的处理不对，偏大很多有限元计算结果可以随时与Midas对比•有限元计算同时生成和Midas-Gen的接口文件32Midas-Gen计算结果地质资料孔点不再要求土层数相同各勘探孔点可以有不同的的土层数小结：基础计算分析几大改进要素•高质量有限单元划分；•考虑上部刚度及荷载；•全有限元计算分析；•地基刚度的干预控制；•有限元结果磨平处理；计算结果表达方式直观简洁•以等值线加数字，分布趋势、薄弱环节明显直观•通过配筋结果等值线局部调整可大幅降低实际配筋38各类荷载工况组合效应管理基底压力、桩反力，基础弯矩、基础剪力等的计算结果输出有两大类结果，一类是包络的控制结果，另一类是各单荷载工况及各种组合工况下的中间结果。计算结果中，用户可以查到每个单荷载工况和各种组合工况下的结果输出。在基底压力、桩反力，基础弯矩、基础剪力、重心校核等的结果菜单下都将出现如下的右侧对话框选项42桩反力：用等值线及数值方式显示完美的、可控的有限元计算结果放大图形查看数据查看趋势是否正常马上看到最大和最小幅值43筏板弯矩Mx：用等值线及数值方式显示为了经济合理的筏板配筋放大图形查看数据在筏板受力大的部位改进结构布置在筏板受力大的部位改进结构布置马上看到最大和最小幅值44筏板最大弯矩图：按照房间、支座显示45筏板弯矩My：用等值线及数值方式显示为了经济合理的筏板配筋放大图形查看数据在筏板受力大的部位改进结构布置在筏板受力大的部位改进结构布置马上看到最大和最小幅值46X向板底钢筋图：可以等值线及数值方式显示分布正常有规律只在局部计算配筋大的位置补强，减少通长钢筋的比例马上看到最大和最小幅值放大图形查看数据47筏板计算配筋面积图：按照房间、支座显示48Y向板底钢筋图：可以等值线及数值方式显示分布正常有规律只在局部计算配筋大的位置补强，减少通长钢筋的比例马上看到最大和最小幅值筏板钢筋设计优化4950参照配筋等值线图可减少通长钢筋配置，有针对性地配置局部加强钢筋软件根据顶部最大计算配筋生成顶部通长钢筋为减少顶部贯通筋，可增加局部补强钢筋设置局部补强钢筋后，筏板顶部钢筋270吨，减少31%设置局部补强钢筋前，筏板顶部钢筋388吨补强筋由区内外钢筋差生成53由于大部分区域计算配筋很小（小于23cm2），可将底部贯通筋比例从35%降低到25%减少底部贯通筋的比例，增加局部补强钢筋54贯通筋比例35%贯通筋比例25%减少底部贯通筋，增加局部补强钢筋基础承载力验算55基础承载力计算•承载力计算是基础设计首要关注的问题•目前主要问题是：以前软件只给出简单基础的承载力结果，复杂基础普遍靠用户手算•YJK在计算后的第一项菜单给出基础承载力结果•全面完整的计算结果设计院按承台桩设计，业主要求按照筏板（800厚）+柱墩设计。承载力不高（160），但埋深12米，考虑深度修正系数后承载力达390。根据业主要求：给出筏板承载力验算结果。典型实例传统软件筏板有限元划分结果。计算不出筏板承载力YJK在计算后的醒目位置放置地基土/桩承载力验算菜单应首先关注红色的超限处本例无超限，不布桩也满足要求查看各种工况组合的反力结果各荷载组合工况基底压力等值线——最大223、最小59典型实例业主要求对筏板下的桩数量进行优化使用承载力布桩菜单,桩数量从100根降到81根桩承载力验算满足要求基础冲切抗剪计算控制筏板、承台、独基厚度的关键计算65采用有限元计算结果得出的桩土反力值•在内筒冲剪、墙柱冲切、桩冲切计算时，桩的反力和土的反力采用有限元计算结果得出的桩净反力值•不能采用桩承载力特征值计算——筏板加厚很多、过于保守•不能采用筏板下桩、土的平均反力计算——结果不合理66工程概况上部为框筒结构（混凝土核心筒+钢框架），地下3层，地上54层，总高203m。下部为平筏基础，埋深为-15.0m，持力层为卵石，主筏板厚度2.0m，主楼下3.3m，核心筒下3.95m。传统软件内筒冲剪结果68平均净反力=总荷载÷总面积3.95m厚筏，冲切安全系数0.6，以此推算，筏板厚度增大到6.5m才能满足要求YJK内筒冲剪结果荷载-反力=冲切力冲切安全系数是1.89规范条文说明对比70PKPMYJK内筒荷载951396936211地基反力354795786117冲切力596601150094安全系数0.61.89计算结果不同的原因采用平均基底压力采用按弹性地基法计算的基底压力承台桩冲切71上部为剪力墙结构，地上14层，总高34.8m。下部为桩承台基础，埋深为-4.5m，持力层为碎石。传统软件的承台桩冲切结果72从800mm开始，每增加50mm试算一次，直到满足要求为止。最终，需要1250mm，才能满足要求。实际上桩都在柱、墙冲切锥内，不需要进行角桩冲切验算《桩基规范》5.9.8：对位于柱（墙）破坏锥体以外的基桩。。。YJK的承台冲切结果73计算柱冲切力时，如果桩在冲切锥内，则扣除桩反力，因此冲切力Fl为0。所有的桩都在柱墙冲切锥内，不再进行角桩冲切验算验算结果：800mm厚的承台完全满足要求。承台、筏板柱冲切验算的冲垮比74考虑冲跨比影响，按柱边和桩边位置确定冲切角，介于45度与75度之间（1-0.25）计算冲切力FL时，扣除冲切锥底面范围内的桩反力按照桩基规范（JGJ-2008）第5.9.7条：45度冲切锥内有桩的情况下，柱墙冲切验算要考虑桩与柱墙的位置关系找到45°~75°的最不利冲切锥。而不能直接用45度冲切锥验算，因为45度冲切锥可能不是最危险位置柱冲切不够时可移动部分桩到柱的冲切破坏锥体内将靠近柱的4根桩各向内移动100mm原来软件按45度冲切锥计算，计入了4根桩的反力76柱冲切筏板时根据柱和桩的位置自动找出冲切破坏椎体说明柱下桩应尽量布置在柱下的冲切破坏锥体以内原来软件按45度算冲切锥，有2根桩在锥体内，冲切结果满足要求软件柱冲切筏板的部分计算书78计算书无桩时的计算公式有桩时的计算公式对带边框柱剪力墙按照墙肢和边框柱的组合截面抗冲切验算左图为自动实现的合并冲切验算，即将边框柱和剪力墙合在一起，作为一个验算单元考虑，相当于一个异形柱。图中，白线为冲切锥与筏板底面的交线，蓝线为冲切临界截面左图的其他情况，可通过人工交互的方式，指定需要“合算”的柱和墙肢，柱墙冲切图给出所有墙、柱的计算结果，短墙肢自动按照组合截面抗冲切验算冲切抗剪小结•冲切破坏锥体下的反力：使用有限元结果的反力•反力在计算书中输出，无桩时的反力包括水浮力•考虑上部墙、柱和下部桩的位置关系，考虑冲跨比•对于短肢墙、对于带边框柱墙按照组合截面计算冲切•输出所有墙的结果基础水浮力计算和防水板计算82水浮力计算或桩抗拔计算的关键参数基础水浮力计算•如果勾选底板抗浮验算（考虑最高水位）参数，软件将增加最高水位工况的计算，并在对基础荷载的基本组合中增加一组叠加最高水位工况的荷载组合，最高水位工况在组合公式中简称“浮（高）”，在标准组合中增加恒+浮（高）的组合。•考虑最高水位后