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使用PKPM—JCCAD进行基础设计时需注意的几个问题

发布时间:2020-01-13

在运用建筑结构计算软件PKPM进行建筑结构基础设计时,很多结构设计者在一些简单的基础形式设计过程中,对PKPM-JCCAD的参数输入不够重视,造成工程设计不经济或存在安全隐患;本文通过对PKPM-JCCAD中这些容易被忽视的参数及软件理解加以总结,便于广大设计人员在实际工程设计中合理运用。

  1.前言:

建筑结构基础设计时,国内使用最广的软件是中国建筑科学研究院建研科技股份有限公司研发编制的PKPM-JCCAD软件,很多结构设计者因为对软件内设的一些参数与现行规范的对应不够理解,但又考虑到工程规模较小而疏忽了概念的推敲,造成基础设计时不必要的浪费更有存在安全隐患的可能;这些情况在进行独立柱基础,砖混结构筏板基础及刚排架独立柱基础设计时均有发生。本文针对作者在建筑结构基础设计过程中遇到的一些问题和广大设计者做一探讨。

  2.进行基础设计时荷载的读取:

  在使用PKPM-SATWE(或TAT)完成上部结构计算后,导入JCCAD模块进行基础设计读取荷载时出现图1所示对话框。在默认情况下软件是对所有SATWE荷载(当用TAT软件计算时为TAT荷载),即包含SATWE地震荷载全部选取,因为JCCAD程序并没有自动判断是否需要读取地震作用工况。依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第4.2.1条当要设计的工程可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算时应该在“读取荷载”对话框中将两个方向的水平地震作用和竖向地震作用的复选勾去掉(上页图即为去掉后),这样生成的基础既满足规范要求又会设计的比较经济。

  3.PKPM-JCCAD参数输入中“自动计算覆土重”的勾选:

  点取PKPM-JCCAD中“参数输入-基本参数菜单”会出现图2所示对话框,当勾选最下方“自动计算覆土重”后,图示“单位面积覆土重”输入框自动隐去,此时程序自动按20KN/m3的基础与土的平均重度计算,计算高度从基本参数输入的室外地面标高算至基础底部;在使用软件做带有地下室的框架结构独立柱基础设计时,对于建筑物内部的框架柱(指从室外自然地面至地下室地面间周边无回填土的框架柱)如果勾选了“自动计算覆土重”就会增加了从室外自然地面至地下室地面段高度本来没有的覆土重量,导致独立柱基础设计偏大,与实际不符造成浪费。因此,此参数只有在没有地下室的工程中才予以勾选,如果有地下室,需自行计算并手工输入从地下室地面至基础地面的单位面积覆土重。需要指出的是此参数仅对条形基础和独立柱基础起作用。

  4.运用PKPM-JCCAD软件进行砖混结构筏板基础设计时承载力修正的问题:

  《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011明确说明:当采用箱形基础或筏基时,承载力修正用基础埋置深度自室外地面标高算起。鉴于此,运用PKPM-JCCAD软件进行砖混结构筏板基础设计时,在给定“室外自然地面标高”和“基底标高”后,程序在计算地基承载力修正值时,修正高度取值即为“室外自然地面标高-基底标高”。但程序默认的修正值在一些情况下并不可取,现以例题加以说明:

某工程为砖混结构五层(含一层的半地下室),其中半地下室层及一层为商业用房,二~四层为住宅,层高均为2.8米;半地下室层商业入口一侧自然地面标高-2.800,其余三面自然地面标高为-0.300;拟采用筏板基础,筏板厚400毫米,筏板基础基底标高-3.300;拟建工程地基承载力特征值Fak为150KPa,地基土为黏粒含量不低于10%的粉土(承载力宽度,深度修正系数分别为0.3和1.5),地基土容重18KN/m3。

  5.轻型门式刚架柱脚铰接时独立柱基础基底面积计算存在的问题:

  在运用PKPM系列软件做轻型门式刚架结构独立柱基础设计时,程序是先运行PKPM-STS模块完成上部刚架的设计,然后通过两种途径完成刚架柱独立基础的设计。途径1:在PKPM-STS模块中利用“补充数据→布置基础”菜单完成基础布置的模型阶段,通过结构计算后,在“PK内力计算结果图形文件→显示计算结果文件→基础计算文件输出”中查看独立柱基础的基底面积及配筋;途径2:将计算完成的上部刚架结构调入PKPM-JCCAD中读取PK荷载,完成基础设计。两种途径不同,计算理论及结果是相同的:都是在通过计算上部刚架完成后,得出刚架柱脚处轴向力,剪力和弯矩后计算独立柱基础。从上部刚架结构计算到刚架基础设计,软件衔接程序是:已知刚架柱脚标高处轴向力、剪力和弯矩,设计者给定的基底标高;将柱脚标高处的内力转变为基底标高处的内力,通过基底标高处的内力完成刚架独立柱基础设计。

  6.结语:

  分析了在使用PKPM-JCCAD进行一些简单的建筑结构基础设计时可能遇到、忽视的问题,在工程设计中对软件内设的一些参数与现行规范的对应准确理解,才能达到安全经济的设计目标。当然,以上这些只是在运用软件进行基础设计时发现、总结的很小的一部分,还有许多需要在设计实践中不断分析总结以使设计结果更加经济合理。

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