基础抗浮计算(一)筏板基础
诗酒趁年少啊
2024年03月27日 22:54:17
来自于地基基础
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盈建科基础设计中有“增加底板抗浮验算”选项,点选“基本组合高水归并”后会把(6)~(10)组合归并,只保留(11)~(14)组合,按之前的理解,组合(6)1.3恒+1.5活-1.35浮(高水)是上部恒活产生的弯矩与水浮力产生的弯矩叠加,配筋最大,而点选“基本组合高水归并”没有此组合,说明此组合不起控制作用,以下实例分析原因。    以筏板线性计算为例,非线性计算无法进行工况叠加;线性计算是先计算后组合,即恒活风震人防水分别计算单工况,再统一组合;非线性计算为先组合后迭代计算方式,即恒活风震人防水统一组合计算。

盈建科基础设计中有“增加底板抗浮验算”选项,点选“基本组合高水归并”后会把(6)~(10)组合归并,只保留(11)~(14)组合,按之前的理解,组合(6)1.3恒+1.5活-1.35浮(高水)是上部恒活产生的弯矩与水浮力产生的弯矩叠加,配筋最大,而点选“基本组合高水归并”没有此组合,说明此组合不起控制作用,以下实例分析原因。

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   以筏板线性计算为例,非线性计算无法进行工况叠加;线性计算是先计算后组合,即恒活风震人防水分别计算单工况,再统一组合;非线性计算为先组合后迭代计算方式,即恒活风震人防水统一组合计算。

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   以下引用《YJK 基础答疑综合分类基础》2016 年 7月版:

   弹性地基梁模型计算,荷载包括恒活风地震人防水,其中恒活风地震人防称为上部荷载,在水存在时,比如恒+活-水,即为上部荷载-水。每个高水组合包括下面两种模型的结果包络:

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   而对于(4)图,水的均布荷载作用下(网格点荷载相同),每个网格点弹簧刚度 K 相同,板只能水平上升,不能计算出板的变形,计算弯矩为 0(以此类推基床系数相同时, 如平筏基础覆土自重产生的弯矩为 0)。最终计算结果等同于(3)+(2)模型,弯矩叠加。

  (3)和模型(2)每个单元弯矩正负号相同时,取模型(3)和模型(2)的最大值 作为弯矩包络值,配筋使用;每个单元弯矩正负号不同时,取(2)结果,因模型(3)的最大结果已经包含在不考虑水或低水的组合中。

比如恒载 24.55kN.m,水-37.42 kN.m,人防-200.35 kN.m,则对于

1.0 恒 -1.35 水:M=Max(24.55,-1.35*37.42)=-1.35*37.42 

1.0 恒 -1.35 水-人防:M=Max(24.55-200.35,-1.35*37.42)=24.55-200.35

对结论进行验证:以x向弯矩为例:

(1)组合:1.3 恒 +1.5活

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(2)组合:水浮力(最高水位)

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(3)组合1.3 恒 +1.5活-1.35浮(高水)

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从计算结果看出:

  (1)组合1点弯矩为1406.1KN.m/m;2)组合1点弯矩1.35x346.1=467.3KN.m/m;(3)组合1点弯矩为M=Max(1406.1,467.3)=1406.1,与《YJK 基础答疑综合分类基础》结论相符。

  (1)组合2点弯矩为-60.1KN.m/m;2)组合2点弯矩1.35x16.8=22.7KN.m/m;(1)组合与(2)组合弯矩方向相反,3)组合2点的弯矩为-60.1+22.7=-37.4KN.m/m,与《YJK 基础答疑综合分类基础》结论不相符,按YJK 基础答疑综合分类基础》结论3)组合2点的弯矩应为22.7KN.m/m

   (1)组合3点弯矩为-87.7KN.m/m;2)组合3弯矩-1.35x31.4=-42.4KN.m/m;(3)组合3弯矩为M=Max(-87.7,-42.4)=-87.7,与《YJK 基础答疑综合分类基础》结论相符。

  增大水浮力,使1.35浮产生的弯矩大于1.3 恒 +1.5活产生的弯矩,以x向弯矩为例:

(1)组合:1.3 恒 +1.5活

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(2)组合:水浮力(最高水位)

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(3)组合1.3 恒 +1.5活-1.35浮(高水)

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   (1)组合1点弯矩为1406.1KN.m/m;2)组合1点弯矩1.35x1303.4=1759.5KN.m/m;(3)组合1点弯矩为M=Max(1406.1,1759.5)=1759.5,与《YJK 基础答疑综合分类基础》结论相符。

  (1)组合2点弯矩为-60.1KN.m/m;2)组合2点弯矩1.35x64.1=86.5KN.m/m;3)组合2点的弯矩为86.5KN.m/m,与《YJK 基础答疑综合分类基础》结论相符。

   (1)组合3点弯矩为-87.7KN.m/m;2)组合3弯矩-1.35x119.6=-161.4KN.m/m;(3)组合3弯矩为M=Max(-87.7,-161.4)=-161.4,与《YJK 基础答疑综合分类基础》结论相符。

为什么这么会包络取大?

   筏板为整体受力,无水时在上部荷载作用下产生基底压力为P1,有水时,基底压力一部分由地基反力承担P2,一部分由水浮力承担P3,P1=P2+P3,在上部荷载不变的情况下基底压力是不变的,所以不管有水还是无水筏板的受力配筋不变;当水浮力P3=P1时,地基承担反力为P2=0。

   上部荷载作用下的筏板按弹性地基梁方法计算,水浮力是按倒楼盖方法计算,计算方法不同,水浮力产生的荷载效用有可能大于上部荷载产生的荷载效用,因此两种包络取大。

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结论:

  软件中(11)~(14)有水浮力参与的组合按包络取值,即M=Max(上部荷载,-浮),所以选“基本组合高水归并”后会把(6)~(10)组合归并,只保留(11)~(14)组合,以(6)组合1.3恒+1.5活-1.35浮为例,弯矩M=Max(1.3恒+1.5活,-1.35浮),其中1.3恒+1.5活组合为软件中的(1)组合,-1.35浮在(11)及(12)组合以包络,(6)组合已经在其余组合中计算过,所以可以归并。

当荷载组合1.3 恒 +1.5活起控制作用时:

单元弯矩正负号相同时,M=Max1.3 恒 +1.5活,1.35浮)

单元弯矩正负号不同时,M=1.3 恒 +1.5活-1.35浮

当荷载组合1.35浮起控制作用时:

单元弯矩正负号相同时,M=Max1.3 恒 +1.5活,1.35浮)

单元弯矩正负号不同时,M=M



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shilaoqi
2024年10月29日 11:28:12
3楼

谢谢楼主的分享!

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