關鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)基礎設計；PKPM-JCCAD 

　　1.前言： 

　　建筑結(jié)構(gòu)基礎設計時，國內(nèi)使用最廣的軟件是中國建筑科學研究院建研科技股份有限公司研發(fā)編制的PKPM-JCCAD軟件，很多結(jié)構(gòu)設計者因為對軟件內(nèi)設的一些參數(shù)與現(xiàn)行規(guī)范的對應不夠理解，但又考慮到工程規(guī)模較小而疏忽了概念的推敲，造成基礎設計時不必要的浪費更有存在安全隱患的可能；這些情況在進行獨立柱基礎，磚混結(jié)構(gòu)筏板基礎及剛排架獨立柱基礎設計時均有發(fā)生。本文針對作者在建筑結(jié)構(gòu)基礎設計過程中遇到的一些問題和廣大設計者做一探討。 

　　2.進行基礎設計時荷載的讀�。� 

　　在使用PKPM-SATWE（或TAT）完成上部結(jié)構(gòu)計算后，導入JCCAD模塊進行基礎設計讀取荷載時出現(xiàn)圖1所示對話框。在默認情況下軟件是對所有SATWE荷載（當用TAT軟件計算時為TAT荷載），即包含SATWE地震荷載全部選取，因為JCCAD程序并沒有自動判斷是否需要讀取地震作用工況。依據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010第4.2.1條當要設計的工程可不進行天然地基及基礎的抗震承載力驗算時應該在“讀取荷載”對話框中將兩個方向的水平地震作用和豎向地震作用的復選勾去掉（上頁圖即為去掉后），這樣生成的基礎既滿足規(guī)范要求又會設計的比較經(jīng)濟。 

　　3.PKPM-JCCAD參數(shù)輸入中“自動計算覆土重”的勾選： 

　　點取PKPM-JCCAD中“參數(shù)輸入-基本參數(shù)菜單”會出現(xiàn)圖2所示對話框，當勾選最下方“自動計算覆土重”后，圖示“單位面積覆土重”輸入框自動隱去，此時程序自動按20KN/m3的基礎與土的平均重度計算，計算高度從基本參數(shù)輸入的室外地面標高算至基礎底部；在使用軟件做帶有地下室的框架結(jié)構(gòu)獨立柱基礎設計時，對于建筑物內(nèi)部的框架柱（指從室外自然地面至地下室地面間周邊無回填土的框架柱）如果勾選了“自動計算覆土重”就會增加了從室外自然地面至地下室地面段高度本來沒有的覆土重量，導致獨立柱基礎設計偏大，與實際不符造成浪費。因此，此參數(shù)只有在沒有地下室的工程中才予以勾選，如果有地下室，需自行計算并手工輸入從地下室地面至基礎地面的單位面積覆土重。需要指出的是此參數(shù)僅對條形基礎和獨立柱基礎起作用。 

　　4.運用PKPM-JCCAD軟件進行磚混結(jié)構(gòu)筏板基礎設計時承載力修正的問題： 

　　《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007-2011明確說明：當采用箱形基礎或筏基時，承載力修正用基礎埋置深度自室外地面標高算起。鑒于此，運用PKPM-JCCAD軟件進行磚混結(jié)構(gòu)筏板基礎設計時，在給定“室外自然地面標高”和“基底標高”后，程序在計算地基承載力修正值時，修正高度取值即為“室外自然地面標高-基底標高”。但程序默認的修正值在一些情況下并不可取，現(xiàn)以例題加以說明： 

　　某工程為磚混結(jié)構(gòu)五層（含一層的半地下室），其中半地下室層及一層為商業(yè)用房，二～四層為住宅，層高均為2.8米；半地下室層商業(yè)入口一側(cè)自然地面標高-2.800，其余三面自然地面標高為-0.300；擬采用筏板基礎，筏板厚400毫米，筏板基礎基底標高-3.300；擬建工程地基承載力特征值Fak為150KPa，地基土為黏粒含量不低于10%的粉土（承載力寬度，深度修正系數(shù)分別為0.3和1.5），地基土容重18KN/m3。 

　　進入PKPM-JCCAD模塊進行筏板基礎設計時，在“基本參數(shù)→基本設計參數(shù)→室外自然地坪標高”輸入-0.3，可得到修正后的地基承載力值Fa為233.7KPa；輸入-2.8時，修正后的地基承載力值為166.2KPa。輸入不同的“室外自然地坪標高”得到了截然不同的兩個數(shù)值，差值高達67.5KPa。上述Fa計算公式均為《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007-2011中5.2.4條，只是承載力修正用基礎埋置深度d取值不同（前者為3米，后者為0.5米）。工程設計時以哪個標高作為“室外自然地坪標高”更符合實際，又存在不同的觀點：觀點1：《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007-2011第5.2.4條條文解釋，對于兩側(cè)超載不等時，取小值；即承載力修正用基礎埋置深度按0.5米取值。觀點2：《北京地區(qū)建筑設計技術細則（結(jié)構(gòu)專業(yè)）》規(guī)定，當建筑四邊的填土厚度不同時，承載力修正值可按加權(quán)平均方法確定；即承載力修正用基礎埋置深度按1.75米取值�？紤]到建筑物由于上部荷載而導致地基土破壞方向的不確定性，筆者認為按觀點1，即《建筑地基基礎設計規(guī)范》提出的理論更符合工程實際。在軟件輸入實際操作中，“室外自然地坪標高”按-2.800輸入，但這樣操作又會遺漏非商業(yè)入口面的其它三面-2.800～-0.300標高段的土體荷載，這就要求設計者對此部分土體荷載以筏板附加荷載的形式予以考慮。 

　　在運用PKPM系列軟件做輕型門式剛架結(jié)構(gòu)獨立柱基礎設計時，程序是先運行PKPM-STS模塊完成上部剛架的設計，然后通過兩種途徑完成剛架柱獨立基礎的設計。途徑1：在PKPM-STS模塊中利用“補充數(shù)據(jù)→布置基礎”菜單完成基礎布置的模型階段，通過結(jié)構(gòu)計算后，在“PK內(nèi)力計算結(jié)果圖形文件→顯示計算結(jié)果文件→基礎計算文件輸出”中查看獨立柱基礎的基底面積及配筋；途徑2：將計算完成的上部剛架結(jié)構(gòu)調(diào)入PKPM-JCCAD中讀取PK荷載，完成基礎設計。兩種途徑不同，計算理論及結(jié)果是相同的：都是在通過計算上部剛架完成后，得出剛架柱腳處軸向力，剪力和彎矩后計算獨立柱基礎。從上部剛架結(jié)構(gòu)計算到剛架基礎設計，軟件銜接程序是：已知剛架柱腳標高處軸向力、剪力和彎矩，設計者給定的基底標高；將柱腳標高處的內(nèi)力轉(zhuǎn)變?yōu)榛�底標高處的�?nèi)力，通過基底標高處的內(nèi)力完成剛架獨立柱基礎設計。 

　　在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，加深獨立柱基礎基底標高，在不改變基礎底面積大小的前提，一般情況下是安全的，因為對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱底彎矩對獨立柱基礎底面積大小計算起控制作用，而剪力相對彎矩來說顯得作用很小，加大基礎埋深，彎矩并沒有改變，而因為加深后承載力修正計算高度會增大，承載力修正值會加大；對于柱腳鉸接的輕型門式剛架，因為柱腳鉸接，理論上此處彎矩為0，結(jié)構(gòu)自重輕軸向力小，對獨立柱基礎底面積大小計算起控制作用的是柱底剪力，柱底剪力轉(zhuǎn)變?yōu)榛�礎底部彎矩，隨著基礎埋深的加大，柱底剪力至基礎底面高度加大則基礎底面處彎矩加大明顯，這種彎矩增大的效應在很多時候都大于因為加深后承載力修正計算高度增大引起的承載力修正值增大，基礎亦會加大。故在設計柱腳鉸接門式剛架獨立柱基礎過程中，當某些因素的改變導致基礎需要加深時須謹慎對待。 

　　6.結(jié)語： 

　　分析了在使用PKPM-JCCAD進行一些簡單的建筑結(jié)構(gòu)基礎設計時可能遇到、忽視的問題，在工程設計中對軟件內(nèi)設的一些參數(shù)與現(xiàn)行規(guī)范的對應準確理解，才能達到安全經(jīng)濟的設計目標。當然，以上這些只是在運用軟件進行基礎設計時發(fā)現(xiàn)、總結(jié)的很小的一部分，還有許多需要在設計實踐中不斷分析總結(jié)以使設計結(jié)果更加經(jīng)濟合理。 

　　參考文獻 

　　[1] 劉民易、趙兵.JCCAD基礎設計中“PM恒+活”與“SATWE恒+活”的區(qū)別.[J].PKPM新天地，2010.2 

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　　[3] 中國建筑科學研究院建筑工程軟件研究所著.PKPM基礎設計軟件功能詳解.[M] 中國建筑工業(yè)出版社，2010 

　　[4] 建筑地基基礎設計規(guī)范.GB 50007-2011 [S]