第九章 JCCAD-基础的计算与设计

第九章 JCCAD-基础的计算与设计

从l998年下半年起，PKPM系列己将原来的“独立基础、条形基础设计软件JC-CAD”、“弹性地基梁和筏板基础CAD软件EF”和“桩基、桩筏设计CAD软件ZJ”三个软件合并为一个S-5模块，统称为基础CAD设计软件(JCCAD)。用同样的菜单完成输入、计算和画图。功能更强，操作更简化，除保留原有三个软件的功能外，还可顺利完成混合基础的设计。JCCAD可与PMCAD接口，读取柱网轴线和底层结构布置数据以及读取上部结构计算(PK、TAT、SATWE等)传来的基础荷载，可人机交互布置和修改基础。

第一节 JCCAD的基本功能及特点

一、JCCAD可实现的基本功能及特点

1、柱下独立基础(包括倒锥型、阶梯型)、现浇或预制杯口基础、单柱和双柱或多柱基础的设计工作;

2、墙下条形基础(包括砖、毛石、钢筋混凝土条基，并可带下卧梁)的设计工作; 3、弹性地基梁、带肋筏板(梁肋可朝上朝下)的设计工作;

4、柱下平板、墙下筏板基础、柱下独立桩基承台基础、桩筏基础、桩格梁基础、单桩基础(包括预制混凝土方桩、圆桩、钢管桩、水下冲钻孔桩、沉管灌注桩、干作业法桩等)的设计工作;

5、上述多种类型基础组合起来的大型混合基础的结构计算、沉降计算和施工图绘制。施工图绘制包括基础平面图、梁立面、剖面图、大样详图等。

在基础结构分析中采用多种力学模型:弹性地基梁单元、四边形中厚板单元、三角形薄板单元以及周边支撑弹性板的边界元方法与解析法。在基础分析中可采用多种方式考虑上部结构刚度。沉降计算方法包括最常用的基础底面柔性假设的沉降计算，基础底面刚性假设的沉降计算及考虑基础实际刚度的沉降计算。

二、JCCAD主菜单及操作过程

双击PKPM快捷方式，进入PKPM主菜单后，选择“结构”模块下左侧的JCCAD软件，使其变成蓝色，菜单右侧此时将显示JCCAD主菜单，如图9-1所示。

图9-1 JCCAD主菜单 图9-2 输入地质资料

主菜单可以移动光标选择，也可键入菜单前数字或字符选择。主菜单3下又包括基础沉降计算、弹性地基梁结构计算、弹性地基板内力配筋计算、弹性地基梁板结果查询几项，进行独基条基设计须运行主菜单2、主菜单3第1项或主菜单4、6、8项，弹性地基梁板基础设计须运行第1、2、3、6、7项主菜单，桩基桩筏基础设计须运行第1、2、4、5、6、7、9项主菜单。

第二节 地质资料输入

一、地质资料的输入内容和方式 1、地质资料的内容：

地质资料是基础设计计算的重要依据。地质资料有两类，一种是供有桩基础使用，另一种是供无桩基础(弹性地基筏板)使用。两者格式相同，不同仅在于有桩基础对每层土要求压缩模量、重度、状态参数、内摩擦角、内聚力五个参数，而无桩基础只要求压缩模量一个参数。一个完整的地质资料应包括如下几方面:

（1）各个勘测孔的平面坐标; （2）竖向土层标高;

（3）各个土层的物理力学指标。

程序以勘测孔的平面位置形成平面控制网络，将勘测孔的竖向土层标高和物理力学指标进行插值，可以得到勘测孔控制网络内部及附近的竖向各土层的标高和物理力学指标，通过人机交互可以形象地观测任意一点和任意竖向剖面的土层分布和力学参数。

2、地质资料的输入方式

JCCAD软件提供了人机交互和填写数据文件两种方式完成地质资料的输入。

启动JCCAD模块，如图９-１所示，在主菜单选择“地质资料输入”，弹出如图９-２所示的窗口。提示指定存放地质资料的目录及文件名。用户可输入一个文件名，如果这个文件在当前目录(文件夹)下存在，不论这个文件是人工填写的还是以前人机交互生成的，那么屏幕上将显示地质勘探孔点的相对位置和由这些孔点组成的三角单元控制网格，用户即可利用各子菜单观察地质情况。如果指定文件不存在，程序将引导用户采用人机交互方式建立这个地质资料数据文件。

二、土层布置

输入文件名JZDL（可任意取名，扩展名为.DZ）后，进入地质资料输入，子菜单如图９-３所示。地质资料是计算地基承载力和地基沉降变形的必须数据，要求根据《工程地质报告》提供的孔点坐标、土层各项参数准确输入。

对于新建文件，用户应依次执行各菜单项。对于旧文件，用户可根据需要直接进入某项菜单。完成后切勿忘记保存文件，否则输入的数据将部分或全部放弃。各菜单操作如下。

1、土参数

执行“土参数”命令，屏幕弹出图9-4所示土参数表。拖动右侧滑动条，将继续显示其他参数。用鼠标单击对应参数框使其变成为可编辑状态，即可对某参数进行输入。设置好后，选择“OK”按钮确认或“Cancel”取消输入。

2、土层布置

图9-3 地质资料输入子菜单 图9-4 土参数表

执行“土层布置”命令，屏幕弹出图9-5所示“土层布置”对话框。

先输入代表土层数，再输入每层土的名称。单击下拉按钮，将显示所有土的名称。单击菜单右侧“添加”按钮，添加新的土层。单击菜单右侧“插入”按钮，可在某土层前插入新的土层。单击菜单右侧“删除”按钮，可删除某土层。

图９-5布置的土层参数 图９-6孔点参数修改

假设本例中工程地质条件如下： ①粘性土，土层厚0.9～1.2m。 ②粉砂，土层厚0.6～2m。 ③细砂，土层厚0.9～1.2m。 ④粗砂，土层厚4～7m。 ⑤圆砾，土层厚6～10m。 3、孔点输入

执行“孔点输入”命令，将会弹出下级菜单。 （1）输入孔位。用户可在此用光标依次输入各孔点的相对位置(相对于屏幕左下角点)，孔点的精确定位方法同PMCAD中点的输入。

（2）修改参数。执行“修改参数”命令后，先用光标选择要修改的孔点，程序弹出图9-6所示对话框。在弹出的对话框中输入平面坐标、水头标高、孔口标高、每一土层层底标高、压缩模量、重度及其他物理力学指标。根据《工程地质报告》提供的孔点坐标和土层布置，输入各孔的土层参数。可以选择下拉菜单的孔点输入的修改项来修改各孔点的土层设置、孔口标高、孔口坐标、地下水等参数如图9-6所示。

（3）复制。将相同的物理指标的勘测点复制到指定的位置。 4、网格修改。执行该命令，根据弹出的下级菜单进行网格修改。

5、点柱状图。用光标点取平面位置显示点的土层柱状图，如图9-7所示。 6、土剖面图

7、画等高线。利用此菜单绘制地表、任意土层或水头的等高线分布图。

可以在下拉菜单中画等高线，描述土层的分布情况，如图9-8所示。输入完毕后，选择“退出”按钮。

图9-7 土层柱状图 图9-8 画土层等高线

第三节 基础人机交互输入

完成地质资料输入后，回到JCCAD主菜单，进行基础人机交互输入。

应用主菜单2，屏幕出现当前目录下的工程的首层柱网及柱墙布置，并弹出图9-9所示对话框（第一次计算时不弹出）。重新输入基础选择“重新输入基础数据”；重复

图9-9 基础数据选择 图9-10 基础输入主菜单

计算选择“存在基础模型数据文件”；再一次计算有修改选择“读取已有基础布置并更新上部结构数据”；也可选择“选择保留部分已有的基础”。单击[确定]后，在右侧出现如图9-10所示主菜单。

一、地质资料引入

选择刚建立的地质资料数据，如图9-11所示，选择打开后出现如图9-12所示的窗口，移动或旋转地质资料的孔点和建筑物相一致。