(整理)倒楼盖法与弹性地基梁法

pkpm平板筏基建模方法目前工程中，“柱下或者剪力墙下平板式筏板”在pkpm里计算，简单概括有三个方法：“倒楼盖”“弹性地基梁法”“桩筏筏板有限元计算”。

具体到用“弹性地基梁法”（即jccad中第三个菜单）计算“柱下或者剪力墙下平板式筏板”的操作步骤是什么，这个流程是什么下面具体罗列：1、首先要按地勘报告输入地质数据，用于沉降计算。

非常重要。

2、在菜单2中输入筏基模型，注意筏板一般要挑出，因此首先用网格延伸命令将网格向外延伸一个悬挑长度，然后定义并布置筏板，给出厚度和埋深，并做柱和墙的冲切验算，看看板厚是否满足要求，如不满足，可以加柱帽（注：加柱帽的功能在“上部构件”的菜单中）。

3、输入筏板荷载，如果是平板式基础，可以直接布置板带，程序自动确定板带翼缘宽度形成地基梁模型。

也可以不布置板带，直接定义地基梁形成梁元模型。

4、进入菜单3，按梁有限元法计算筏板。

首先需要计算沉降，这里有个非常重要的概念，就是地基模型的选用。

程序用模型参数kij（默认为0.2）来模拟不同的地基模型，kij=0的时候，为经典文克尔地基模型，kij=1的时候，为弹性半空间模型，不明白看教材。

一般软土取低值0~0.2，硬土取高值0.2~0.4。

其它参数不难理解，不赘述。

梁元法程序提供两种沉降计算模式，刚性沉降和柔性沉降。

柔性沉降假定筏板为完全柔性，而刚性沉降则假定为完全刚性。

计算完成后，程序用求出的各区格反力除以其沉降值得到各区格的地基刚度值，然后转换为地梁计算用的地梁下的基床反力系数，这样便确定了基地的反力分布，用于下一步的内力计算。

沉降计算是筏板计算的核心步骤。

4、基床系数k的合理性判断。

沉降计算完毕后，计算数据中会给出各区格的地基刚度，即基床系数。

这个系数一般要比建议值小很多。

基床系数的合理性，关键看沉降计算结果。

可用规范分层总和法手算地基中心点处的沉降值作比较。

如出入大，应调整基床系数使其接近手算值。

因此，用软件算连续基础，实际上就是对基床系数的校核。

弹性地基梁法整体式平底板的平面尺寸远较厚度为大，可视为地基上的受力复杂的一块板。

目前工程实际仍用近似简化计算方法进行强度分析。

一般认为闸墩刚度较大，底板顺水流方向弯曲变形远较垂直水流方向小，假定顺水流方向地基反力呈直线分布，故常在垂直水流方向截取单宽板条进行内力计算。

按照不同的地基情况采用不同的底板应力计算方法。

相对密度Dr ＞0.5的砂土地基或粘性土地基,可采用弹性地基梁法。

相对密度Dr 0.5的砂土地基，因地基松软，底板刚度相对较大，变形容易得到调整，可以采用地基反力沿水流流向呈直线分布、垂直水流流向为均匀分布的反力直线分布法。

对小型水闸，则常采用倒置梁法。

（一）弹性地基梁法该法认为底板和地基都是弹性体，底板变形和地基沉降协调一致，垂直水流方向地基反力不呈均匀分布（图1），据此计算地基反力和底板内力。

此法考虑了底板变形和地基沉降相协调，又计入边荷载的影响，比较合理，但计算比较复杂。

当采用弹性地基梁法分析水闸闸底板应力时，应考虑可压缩土层厚度T 与弹性地基梁半长L ／2之比值的影响。

当L T 2小于0.25时，可按基床系数法（文克尔假定）计算；当L T 2大于2.0时，可按半无限深的弹性地基梁法计算；当2T ／L 为0.25-2.0时，可按有限深的弹性地基梁计算。

弹性地基梁法计算地基反力和底板内力的具体步骤如下：（1）用偏心受压公式计算闸底纵向(顺水流方向)地基反力。

（2）在垂直水流方向截取单宽板条及墩条，计算板条及墩条上的不平衡剪力。

以闸门槽上游边缘为界，将底板分为上、下游两段，分别在两段的中央截取单宽板条及墩条进行分析，如图1（a ）所示。

作用在板条及墩条上的力有：底板自重（q 1）、水重（q 2）、中墩重（G 1/b i ）及缝墩重（G 2/b i ），中墩及缝墩重中（包括其上部结构及设备自重在内），在底板的底面有扬压力（q 3）及地基反力（q 4），见图1（b ）所示。

图1作用在单宽板条上的荷载及地基反力示意图由于底板上的荷载在顺水流方向是有突变的，而地基反力是连续变化的，所以，作用在单宽板条及墩条上的力是不平衡的，即在板条及墩条的两侧必然作用有剪力Q 1及Q 2，并由Q 1及Q 2的差值来维持板条及墩条上力的平衡，差值ΔQ ＝Q 1－Q 2，称为不平衡剪力。

天然地基弹性地基梁，JCCAD四种算法的不同之处
1. 按普通弹性地基梁计算
这种计算方法不考虑上部刚度的影响，绝大多数工程都可以采用此种方法，只有当该方法时基础设计不下来时才考虑其他方法。

2. 按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁计算
该方法实际上是要求设计人员人为规定上部结构刚度是地基梁刚度的几倍。

该值的大小直接关系到基础发生整体弯曲的程度。

而上部结构刚度到底是地基梁刚度的几倍并不好确定。

因此，只有当上部结构刚度较大、荷载分布不均匀，并且用模式1算不下来时方可采用，一般情况可不用选它。

3. 按上部结构为刚性的弹性地基梁计算
模式3与模式2的计算原理实际上是一样的，只不过模式3自动取上部结构刚度为地基梁刚度的200倍。

采用这种模式计算出来的基础几乎没有整体弯矩，只有局部弯矩。

其计算结果类似传统的倒楼盖法。

该模式主要用于上部结构刚度很大的结构，比如高层框支转换结构、纯剪力墙结构等。

4. 按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基梁计算
从理论上讲，这种方法最理想，因为它考虑的上部结构的刚度最真实，但这也只对纯框架结构而言。

对于带剪力墙的结构，由于剪力墙的刚度凝聚有时会明显地出现异常，尤其是采用薄壁柱理论的TAT软件，其刚度只能凝聚到离形心最近的节点上，
因此传到基础的刚度就更有可能异常。

所以此种计算模式不适用带剪力墙的结构。

关于倒楼盖法与弹性地基梁法的讨论倒楼盖法和弹性地基梁板法，具体为：（1）弹性地基梁板模型采用的是文克尔假定，地基梁内力的大小受地基土弹簧刚度的影响，而倒楼盖模型中的梁只是铺钢筋混凝土梁，其内力的大小只与板传给它的荷载有关，而与地基土弹簧刚度无关。

（2）由于模型的不同，实际梁受到的反力也不同，弹性地基梁板模型支座反力大，跨中反力小。

而倒楼盖模型中的反力只是均布荷载。

（3）弹性地基梁板模型考虑了整体弯曲变形的影响，而倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，不受整体弯曲变形的影响。

（4）由于倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，因此各点的反力均相同，由此计算得到的梁端剪力无法与柱子的荷载相平衡，而弹性地基梁板模型计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的。

现有条件下，筏板基础的计算方法主要有简化计算法（倒楼盖法），弹性地基梁板法，有限元分析法等，另外还有考虑上部结构与地基基础共同作用的分析方法等。

简化计算方法假定基底压力按直线分布，基础为倒置的平面楼盖，按结构力学方法求解构力；弹性地基梁板法假定地基是弹性体，基础是置于这一弹性体上的梁或板，根据内力和变形等条件的协调，进行内力分析。

按照计算模型的不同，又分为文克尔地基模型的弹性地基梁板法和分层总和法地基模型的弹性地基梁板法；有限元法是指按照上述模型，将筏板基础离散成梁单元或板单元，再按照有限元方法进行求解；上部结构与地基基础共同作用的分析方法是把上部结构、基础与地基三者作为一个共同工作的整体来研究，假定上部结构与基础、基础与地基连接界面处变形协调，整个系统满足静力平衡条件，进行内力分析。

《地基基础规范》（GB50007-2011）8.4.14条规定，“当地基土比较均匀、地基压缩层范围内无软弱土层或可液化土层、上部结构刚度较好、柱网和荷载较均匀、相邻柱荷载及柱间距的变化不超过20%，且梁板式筏基梁的高跨比或平板式筏基板的厚跨比不小于1/6时，筏形基础可仅考虑局部弯曲作用。

倒楼盖法在计算筏型基础时，假设基底净反力为直线分布，当地基比较均匀，上部结构刚度较好、梁板式筏型基础的高跨比或平板式筏型基础的高厚比不小于1/16，且相邻柱荷载及柱距变化不超过20%，筏型基础可仅考虑局部弯曲作用，按倒楼盖来计算，即为倒楼盖法。

倒楼盖模型和弹性地基梁板模型桩筏筏板有限元计算筏板基础时，倒楼盖模型和弹性地基梁板模型计算结果差异很大的原因这主要是因为二者的性质是截然不同的：（1）弹性地基梁板模型采用的是文克尔假定，地基梁内力的大小受地基土弹簧刚度的影响，而倒楼盖模型中的梁只是普通砼梁，其内力的大小只与筏板传递给它的荷载有关，而与地基土弹簧刚度无关。

（2）由于模型的不同，实际梁受到的反力也不同，弹性地基梁板模型支座反力大，跨中反力小。

而倒楼盖模型中的反力只是均布线载。

（3）弹性地基梁板模型考虑了整体弯曲变形的影响，而倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，不受整体弯曲变形的影响。

（4）由于倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，因此各点的反力均相同，由此计算得到的梁端剪力无法与柱子的荷载相平衡，而弹性地基梁板模型计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的。

地基模型的选择λ地基计算模型，大致可分为不连续模型和连续性模型两大类。

在基础设计时，如何选择相应的地基模型则是一个比较复杂的问题，很难给出一个统一的标准。

在此，本人仅就上述地基计算模型的力学特点和适用范围做一些简单的介绍。

λ1.文克尔地基模型的受力特点和适用范围λ文克尔地基模型实质上来源于阿基米德浮力定律的一个推论，比如浮桥结构是严格执行文克尔地基模型的。

显然，力学性质与液体相近的地基，比较符合文克尔模型假定。

λ因此，该模型主要用于抗剪强度极低的流态淤泥质土或地基土塑性区开展比较大的基础。

另外，当厚度不超过基底短边之半的薄压缩层地基，因压力比较大，剪应力比较小，所以也比较符合文克尔模型假定。

λ从地基土的分类角度上讲，地基土可粗略地分为非粘性土和粘性土。

倒楼盖法在计算筏型基础时，假设基底净反力为直线分布，当地基比较均匀，上部结构刚度较好、梁板式筏型基础的高跨比或平板式筏型基础的高厚比不小于1/16，且相邻柱荷载及柱距变化不超过20%，筏型基础可仅考虑局部弯曲作用，按倒楼盖来计算，即为倒楼盖法。

倒楼盖模型和弹性地基梁板模型桩筏筏板有限元计算筏板基础时，倒楼盖模型和弹性地基梁板模型计算结果差异很大的原因这主要是因为二者的性质是截然不同的：（1）弹性地基梁板模型采用的是文克尔假定，地基梁内力的大小受地基土弹簧刚度的影响，而倒楼盖模型中的梁只是普通砼梁，其内力的大小只与筏板传递给它的荷载有关，而与地基土弹簧刚度无关。

（2）由于模型的不同，实际梁受到的反力也不同，弹性地基梁板模型支座反力大，跨中反力小。

而倒楼盖模型中的反力只是均布线载。

（3）弹性地基梁板模型考虑了整体弯曲变形的影响，而倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，不受整体弯曲变形的影响。

（4）由于倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，因此各点的反力均相同，由此计算得到的梁端剪力无法与柱子的荷载相平衡，而弹性地基梁板模型计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的。

地基模型的选择地基计算模型，大致可分为不连续模型和连续性模型两大类。

在基础设计时，如何选择相应的地基模型则是一个比较复杂的问题，很难给出一个统一的标准。

在此，本人仅就上述地基计算模型的力学特点和适用范围做一些简单的介绍。

1.文克尔地基模型的受力特点和适用范围文克尔地基模型实质上来源于阿基米德浮力定律的一个推论，比如浮桥结构是严格执行文克尔地基模型的。

显然，力学性质与液体相近的地基，比较符合文克尔模型假定。

因此，该模型主要用于抗剪强度极低的流态淤泥质土或地基土塑性区开展比较大的基础。

另外，当厚度不超过基底短边之半的薄压缩层地基，因压力比较大，剪应力比较小，所以也比较符合文克尔模型假定。

从地基土的分类角度上讲，地基土可粗略地分为非粘性土和粘性土。

一般地说，当基础位于非粘性土上时，采用文克尔地基模型还是比较合适的。

筏板基础设计方法讨论作者：郭振勇刘开康来源：《装饰装修天地》2016年第08期摘要：介绍了筏板基础不考虑共同作用的计算方法、考虑地基与基础相互作用的方法、考虑上部结构和地基基础三者共同作用的方法三种设计方法的思路，以便合理地选择筏板基础的设计方法。

关键词：筏板基础；共同作用筏板基础具有刚度大、整体性强、抗震能力好等诸多优点，不仅能充分发挥地基承载力，减小基础沉降量，调整地基不均匀沉降，而且可以满足地下大空间（如地下停车场、地下仓库、地下商场等）的要求。

因此，筏板基础作为建筑结构首选的基础方案，应用越来越广泛。

[1]。

文中对筏板基础三种设计方法思路进行了阐述。

一、不考虑共同作用的计算方法采用结构力学的方法，将上部结构、基础和地基三部分构成的一个完整的静力平衡系统分割成三个部分，进行独立求解。

以框架结构为例，首先假定上部结构的柱嵌固在基础上，按结构力学的方法求出上部结构的内力；然后将底层柱的轴力、柱脚处的弯矩反向作用在基础板上，基础板同时承受地基反力，地基反力与上部结构荷载（包括基础自重及其悬挑部分以上的土重）满足静力平衡，并假定其按直线分布（即认为基础是绝对刚性的），再按结构力学的方法求解基础板内力；最后又把基础看作是柔性的，按总荷载求出基底平均反力计算地基变形。

显然，简化计算方法的假定与整个结构系统的工作状态不符，它仅满足了总荷载与总反力的静力平衡条件，而忽视了上部结构与基础之间以及基础与地基之间的变形连续（协调）条件，因而上部结构传给基础的荷载及地，由此也必然造成基础板内力计算的偏差和地基计算的偏差[2]。

1.刚性法将整体结构分为上部结构，地基，基础三部分，各自按照静力平衡的方法计算最常用的简化计算方法是静定分析法，该计算方法先将柱端视为固端，在上部结构分析完毕后得到的固端荷载。

假定基底反力按直线分布，即把梁视为绝对刚性梁，按静力平衡条件可求得基底反力的最大值和最小值。

然后逐个控制截面取隔离体，按静力平衡求出梁的内力。

浅析高层建筑基础设计的若干问题摘要：高层建筑基础设计是一项复杂而又关键的工程，涉及的因素众多，所采用的方法也是随地质条件的变化而变化。

本文通过对现状的分析，以及对通常的方法的探究，总结出了一些需要注意的地方，最后提出了优化的观点。

关键词：高层建筑桩筏基础基础设计承载能力中图分类号：tu97文献标识码：a 文章编号：引言近年来，随着我国经济的发展以及城市人口的迅速增长，高层建筑在各大中型城市蜂拥出现。

高层建筑不仅高度上难以超越，而且体积相当庞大，在垂直方向上的负荷量也必然非常庞大，因此对其基础设计与建设的要求就很高了。

地基基础设计一直是结构工程师比较重视的内容，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为基础是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

高层建筑的基础应选用整体性好，满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能调节不均匀沉降的基础形式。

高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量，有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。

此外，在基础设计中要注意地方性规范的重要性。

1.高层建筑基础设计的方案选择在目前高层建筑基础设计上所采用的类型主要有钢筋混凝土筏板基础、桩筏基础等二种。

1.1钢筋混凝土筏板基础目前。

我国大中型城市用地普遍紧张，城市中的高层建筑比较密集，因而必须设置水池、设备用房、人防工程以及车库等地下室，并根据其功能的具体要求来确定建筑物地下室的层数和层高。

这就相应的确定了基础需要的埋深，之后根据基础的埋深以及建筑场地土层的特点来选择基础的类型，分析是否可以使用天然筏板基础。

天然地基筏板基础具有施工方便、工期短、节约投资等优点，建议设计人员在条件允许的情况下尽量选择。

关于地基承载力的取值问题，地质钻探报告提供的地基承载力特征值是重要的参考依据。

它是依照有关的设计规范并结合地基承载力的特征值，对宽度和深度进行必要的修正后得到地基承载力的特征值，但考虑室内土工试验有可能因为岩样或土样在取样时受扰动，试验结果会出现偏差，故应结合原位试验即标贯或压板试验的结果来确定持力层承载力特征值。

盈建科-基础常见问题⽬录Q1：多层接基础如何实现？ (1)Q2：怎么考虑⽔浮⼒的计算？ (3)Q3：能不能做抗拔桩的设计？ (3)Q4：两桩承台在软件中是按梁模型算的么？ (4)Q5：桩承台基础，冲跨⽐怎么算？ (5)Q6：⽔池、⼤储罐基础，在软件中如何设计？ (6)Q7：直径20m的圆形风电基础，在软件中如何设计？ (6)Q8：基础和地基之间是否可能出现拉⼒？ (6)Q9：内筒冲切，筒底压⼒怎么考虑？ (6)Q10：带边框柱的剪⼒墙怎么考虑？ (8)Q11：软件中，剪⼒墙洞⼝如何处理？ (9)Q12：筏板较厚时，除了上下层钢筋外，可否配置中间层钢筋？ (10)Q13：是否有基础的裂缝计算？（地基梁、筏板、特别是防⽔板） (11)Q14：筏板的沉降计算，是否有迭代过程？ (12)Q15：主楼和裙房地下室底板不等⾼时，软件如何处理？ (13)Q16：防⽔板计算模型时什么样⼦的？ (14)Q17：拉梁上的荷载如何处理？拉梁的计算模型是什么样的？ (15)Q18：剪⼒墙下布置独⽴基础和承台，在YJK中能否实现？ (17)Q19：为何相邻桩冲切安全系数相差很⼤，有很多是50.0？ (19)Q20：什么样的承台⽤有限元计算？ (21)Q21：如何将⼯程打包发给YJK的客服？ (23)Q22：沉降图和位移图，有什么差别？ (25)Q23：桩刚度是如何确定的？ (28)Q24：复合桩基在软件中如何设计？ (29)Q25：CFG复合地基在软件中如何处理？ (31)Q26：柱墩在软件中如何处理？ (32)Q27：基础软件中的标⾼有哪些，是什么关系？ (34)Q28：⽹格划分，桩不在结点上时，如何处理的？ (36)Q29：筏板弯矩⽅向Mx和My都是怎么定义的？ (37)Q30：为什么YJK的筏板配筋⽐PKPM⼩？ (39)Q1：多层接基础如何实现？⼀般来说，上部结构的底部的⼀层和基础相连。

但是也有不等⾼嵌固的情形，如下图所⽰，左边单层框架设独⽴柱基，右边的主楼下设筏板。