1.0恒<1.35浮,抗浮计算不收敛如何处理?
旺财很乖
2024年01月15日 14:58:06
只看楼主

之前碰到过抗浮设计时,因为1.0恒<1.35浮,所以抗浮计算不收敛的情况。   当时把抗浮组合都改为 线性计算, 现在想想线性计算可能不妥,本文介绍另一种方法,供参考交流。      实例 抗浮设计时,如果上部恒荷载与水浮力相差不大,会采用压重法使整体抗浮稳定系数满足要求.例如本项目在基础底板上回填土,荷载为15KN/

之前碰到过抗浮设计时,因为1.0恒<1.35浮,所以抗浮计算不收敛的情况。   当时把抗浮组合都改为 线性计算, 现在想想线性计算可能不妥,本文介绍另一种方法,供参考交流。     

实例
抗浮设计时,如果上部恒荷载与水浮力相差不大,会采用压重法使整体抗浮稳定系数满足要求.例如本项目在基础底板上回填土,荷载为15KN/ m   2   ,整体抗浮满足要求。
问题
计算时会提示错误,在荷载组合(14)非线性迭代不收敛, 查看 组合(14)作用下的 三维位移,位移明显异常 。此种情况如何处理?
问题分析
计算结果不收敛,是因为1.0恒<1.35浮,对于此问题有两种观点。
观点1:将基本抗浮组合的分析方法手工改为“线性”,此时程序假定柱(墙)为不动支座,采用倒楼盖法计算底板内力、配筋。
观点2:基本抗浮组合也需要满足平衡条件,上部结构增加压重,满足平衡条件,使非线性分析结果收敛,此模型仅计算基础配筋。
笔者觉着这两种观点都有缺点:
观点1的 缺点:
1 线性计算之前文章介绍过,是先计算后组合,未考虑恒荷载(板顶的回填土)的有利作用,造成配筋增大。
2 线性计算是按到楼盖假定,墙 都默认是固定支座,若墙 位置存在局部抗浮不满足的情况,计算结果发现不了。
目前 建科 V5.3 能实现功能。 基本抗浮组合默认为“自动 ”,程序先判断平衡条件能否满足,如不满足,自动按线性计算。
观点2的缺点:
之前文章介绍过,采用非线性计算,基础弯矩也随着上部荷载的增大而增大,因此人为在上部结构增加压重计算基础,也会造成计算结果偏大。
解决方法
正对墙或 柱下设置抗拔锚杆。锚杆不能设置于柱或墙范围之外,若设置于柱或墙之外,则锚杆也作为基础底板的弹性支座,计算误差加大。
设置锚杆的优点:
1 锚杆只有抗拔刚度,没有抗压刚度,在上部荷载作用下,与实际模型是一样的。
2 柱底部设置相同抗拔刚度的锚杆,在水浮力作用下,柱与柱之间的相对变形相同,能模拟柱轴力不同,位移不同的情况。例如未设置锚杆前a点相对于b点及c点的位移分别为1mm及2mm,设置锚杆后 a 相对于 b c点的位移还分别为 1 mm及2 mm。
计算分析
定义锚杆抗拔承载力,柱底布置锚杆。
锚杆定义抗拔力,要保证上部恒荷载+抗拔力大于1.35浮,   锚杆受到的上拔力与位移才能线性变化。     若定义抗拔力较小,例如150KN,软件限制锚杆受到的最大上拔力   为定义抗拔力的4倍即600KN,锚杆实际受到的上拔力大于600KN,则锚杆力受到的上拔力与位移非线性变化,计算结果失真。
计算后先查看三维位移。
锚杆抗拔刚度不同,对计算结果进行分析:  
抗拔刚度KN/m    
50000          
   
100000          
   
150000          
   
200000          
   
300000          
   
上拔力(KN)          
   
-680.5          
   
-674          
   
-67           2          
   
-67           1          
   
-672          
   
位移(mm)          
   
-13.6          
   
-6.74          
   
-4.48          
   
-3.35          
   
-2.24          
   
柱底弯矩(KN.m/m)          
   
570          
   
572          
   
572          
   
573          
   
573          
   
跨中弯矩 (KN.m/m )          
   
-87          
   
-86          
   
-86          
   
-86          
   
-86
         
   
从表格看,锚杆抗拔刚度只影响位移,基础弯矩及锚杆上拔力没有变化。也验证了优点2中的结论: 与柱 之间的相对变形相同,能模拟柱 轴力 不同,位移变形 不同的情况。
对采用线性计算与柱底设置锚杆计算的结果进行对比。
线性计算结果
柱底 设置 锚杆计算结果
线性计算结果远大于柱底设置锚杆的计算结果。
结论
当1.0恒<1.35浮时,基础整体上浮,柱底(荷载大)上浮位移小,跨中上浮位移大,柱底与跨中有相对变形,因而基础产生弯矩。在柱底位置施加向下的拉力(锚杆),基础整体上浮位移减小,但柱底与跨中的相对位移不变,因而弯矩也不变。
在相同上部荷载,相同水浮力作用下,设置锚杆前后的弯矩没有变化,即设置锚杆并没有改变原先基础的受力。

以上观点仅为个人观点,欢 迎参考交流。


来源:结构随手笔记 


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