桩筏与筏板有限元法计算方法

本菜单用于桩筏和筏板基础的有限元分析计算，采用的筏板基础包括有桩、无桩、有肋、无肋、板厚度变化、地基刚度变化等各种情况。程序接力SATWE、TAT、PMSAP等上部模块，考虑上部结构刚度影响进行基础计算。

1.模型参数

模型参数的内容包括计算模型和计算参数，如图5-5所示。

图5-5 计算参数界面

（1）计算模型。是对桩计算模型的选择，四种模型适应不同的情况。

对于上部结构刚度较低的结构（例如框架、多层框架-剪力墙），其受力特性接近1、3和4模型，其中1模型为简化模型；3模型是弹性解，为规范推荐的桩基、筏基沉降计算方法；4模型为对3模型的一种改进。对于上部结构刚度较高的结构（剪力墙、高层框架-剪力墙），其受力特性接近于2模型。

（2）地基基础形式及参照规范。对基础形式进行分类，按工程项目中实际的地基基础形式选择不同的规范。

（3）上部结构影响。包括不考虑、上下部结构共同作用（取TAT刚度）、上下部结构共同作用（取SATWE刚度）。考虑上下部结构共同作用计算比较准确反应实际受力情况，可减少内力节省钢筋。

（4）桩顶的嵌固系数（0铰接～1刚接）。程序隐含为0对于桩顶和筏板现浇在一起也不能按刚接计算。如果是钢桩或预应力管桩伸入筏板一倍桩径以上的深度，可认为刚接。

（5）如设后浇带，浇后浇带时的荷载系数（0～1）。后浇带将筏板分割成几块独立的筏板，填0取整体计算结果，填1取分别计算结果；取中间值a时，实际结果=整体计算结果×（1-a）+分别计算结果×a。

2.刚度修改

本菜单用于设置各桩的刚度，当无桩时不显示此菜单。

3.网格调整

有限元计算精度与单元数有关，程序生成筏板上闭合的“房间”，自动添加辅助线，将凹多边形的“房间”转为两个或多个凸多边形“房间”，在此基础上人工进行修改处理，桩筏基础的筏板就形成了以四边形单元为主、三角形单元为辅的有限元网格。

4.单元划分

在前面网格调整的基础上，按“模型参数”中有限元网格控制边长进行自动加密并划分单元。

5.筏板布置

本菜单可以在形成好的单元上布置筏板的各项参数、设置后浇带、查询单元及节点的位置。用户可对各单元上的筏板厚度、标高、板面荷载、基床反力系数设置为不同数值，初始值为交互输入的数据，可人为修改。(www.xing528.com)

6.荷载选择

本菜单选择的荷载只能在“交互输入”中选取的荷载。

7.沉降试算

沉降试算的目的是对给定的参数进行合理性校核，主要指标是基础的沉降值，对于桩筏基础同时给出《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）和上海地基基础规范、桩基新规范的沉降计算值。

（1）群桩沉降放大系数。该系数程序自动计算，用户可修改，1表示不考虑群桩的相互作用对沉降的影响。程序隐含值为1，如大于1，则为自动计算出的建议值。

（2）板底反力基床系数k（kN/m³）。程序根据板底土极限阻力标准值和荷载自动计算该参数的建议值，供用户修改。对于桩筏基础隐含值为0。

如果没有使用“沉降试算”计算板底土反力的基床系数，则必须使用“筏板布置”菜单人为指定该参数，否则程序将无法得到正确的计算结果。

8.计算

保存文件时，对各个单元进行合理性校核，对于不合理单元程序进行细分。对数据进行保存并进行有限元计算，且解决了筏板基础局部配筋过大问题。

9.结果显示

计算结果图形文件包括位移图（DIST^∗.T）、反力图（TRE^∗.T）、弯矩图（BEN^∗.T）、剪力图（SHR^∗.T）和梁弯矩图（BBE^∗.T）、梁剪力图（SBE^∗.T）等。

程序对多种荷载工况的计算结果进行统计归并，给出板弯矩图（ZFBM.T）和配筋量图（ZFPJ.T）。

10.交互配筋

提供3种配筋方式：梁板（板带）方式配筋、分区域均匀配筋、新梁板（板带）方式配筋。

（1）梁板（板带）方式配筋的前提条件是必须在筏板上设置肋梁或暗梁（对梁板式、墙下筏板式基础）或设置板带（对柱下平板基础）。当筏板较薄，板厚与肋梁高度比较小时采用板带配筋方式。

（2）分区域均匀配筋。当筏板较厚，板厚与肋梁高度比较大时采用。

（3）新梁板（板带）方式配筋时，程序自动在各房间分界线处布置柱上板带，并在“模型参数”对话框的“网格划分依据”中进行选择。