YJK軟件在復雜空間結構工程基礎設計中的應用與對比結果分析

2014年9月23日主講：盧清剛教授級高級工程師結構抗震研究所總工程師聯系方式：QQ425454680

提綱1、復雜空間結構項目基礎設計思路的歷程演變；2、梁式筏板基礎內力分析結果對比（軟件Sap2000,Midas，YJK,PKPM-樁筏有限元，PKPM-JCCAD）復雜空間結構項目基礎設計思路的歷程演變黃河口模型試驗廳(2006年設計)大同圖書館(2009年設計)廣西北海園博會主題館(2013年設計)2016年唐山世界園藝博覽會主題館

植物風情館(2014年設計)煙臺張裕海納小鎮異形廊橋結構(2014年設計)黃河口模型試驗廳所在地：山東省東營市設計時間：2006年5月~12月建設內容:試驗廳建筑規模:45,333M2

，跨度148m，

結構最大高度24m結構形式:地上1層，框（排）架結構+空間網格結構，樁基礎；海域廳A采用三層網格焊接空心球網架結構；海域廳B采用148m跨度新型張弦網殼組合結構；黃河口模型試驗廳所在地：山東省東營市設計時間：2006年5月~12月建設內容:試驗廳建筑規模:45,333M2

，跨度148m，

結構最大高度24m結構形式:地上1層，框（排）架結構+空間網格結構，樁基礎；海域廳A采用三層網格焊接空心球網架結構；海域廳B采用148m跨度新型張弦網殼組合結構；黃河口模型試驗廳結構特點：大跨度超限結構；海域廳B為目前國內最大跨度的張弦結構，采用減震彈簧支座形成整體結構減震體系；采用焊接球支座節點替代鑄鋼節點，有效降低工程造價；采用分步張拉的施工工藝特點，計算分析采用考慮施工過程的非線性分析；考慮張弦工藝的人為不確定性因素，張弦索力采用超張拉、欠張拉的包絡設計?；A設計思路（2006年，沒有YJK軟件）Cad建立單線結構模型；3d3s結構初步建立模型、加載分析，導出s2k文件；Sap2000接力分析，完成整體結構全過程分析；提出柱底反力，對應6種荷載組合（最大軸力、最小軸力、最大彎矩Mx、最小彎矩Mx、最大彎矩My、最小彎矩My）基于專項EXCEL表格，采用VBA編程小程序，完成基礎設計。

或基于理正工具箱完成基礎設計大同圖書館所在地：

山西省大同市設計時間：2009年2月—12月建設內容:辦公、圖書閱覽建筑規模:2,1723M2,建筑檐口高度26.6m，

平面尺寸90x140m結構形式:局部地下1層、地上4層

鋼框架-鋼筋混凝土筒體結構，

筏板基礎+條形基礎結構特點：復雜體形的異型鋼結構；

計算分析考慮不均勻沉降的設計分析、

蒙皮鋼結構的溫度應力分析、特殊節點的應力分析基礎差異沉降分析結果

用于基礎設計的整體計算模型(sap2000)初步鋼構三維模型初步整體模型調整部分桿件位置準終態模型犀牛模型建筑結構設備電氣初定截面成型原理導入結構分析模型滿足指標結構分析模型整體穩定分析模型性能化設計無縫導入反饋修改凈高控制碰撞檢查導入接口程序節點圖紙風洞試驗及數值風洞結構建模一體化技術應用基礎設計思路（沒有YJK軟件）RINIO軟件建立結構模型，導出單線模型dxf；Sap2000接力建模、加載，完成整體上部結構設計分析；鑒于基礎布置的復雜性，采用Sap2000軟件建立含基礎的整體結構計算模型，完成基礎的設計分析。特別說明，考慮基礎不均勻沉降對上部鋼結構的影響分析。第四屆廣西（北海）園林園藝博覽會-主展館所在地：

廣西省北海市設計時間：2013年10月—12月建設內容:辦公、展覽建筑規模:1,3712M2,建筑檐口高度23.4m，

平面尺寸70x70m結構形式:地下1層、地上4層空間網格鋼結構-鋼筋混凝土筒體結構，

筏板基礎結構特點：復雜體形的異型鋼結構基礎三模型上部三荷載三簡圖基底三反力三圖設計三思路RI三NI三O軟件三建立三結構三模型三，導三出單三線模三型dx三f；MI三DA三S接力三建模三、加三載，三完成三整體三上部三結構三設計三分析三；Mi三da三s計算三模型三導入YJ三K計算三軟件三，完三成地三下結三構及三基礎三的設三計。YJ三K軟件三的出三現，三極大三地簡三化了三基礎三設計三的工三作流三程。20三16年唐三山世三界園三藝博三覽會-植物三風情三館20三16年唐三山世三界園三藝博三覽會-植物三風情三館東向三立面南向三立面20三16年唐三山世三界園三藝博三覽會-植物三風情三館20三16年唐三山世三界園三藝博三覽會-植物三風情三館所在三地：河北三省唐三山市設計三時間三：20三14年5月—9月建設三內容:植物三觀賞三旅游建筑三規模:三1,三30三00三M2,建筑三檐口三高度22三.7三m，平面三尺寸120x三12三0m結構三形式:地下1層、三地上4層空間三網格三鋼結三構-鋼框三架支三撐體三系，筏板三基礎結構三特點三：復三雜體三形的三異型三鋼結三構地基三處理三方式三：1、采三用振三沖碎三石樁三處理三第1層雜三填土(軟土三層)，雜三填土三厚度6~三7m，碎三石樁三樁長三約7.三6m，樁三徑80三0、間三距16三00三x1三60三0，提三高地三基承三載力三；2、在三振沖三碎石三樁處三理后三的復三合地三基上三，進三行CF三G樁處三理，三樁長16三m，樁三徑40三0、間三距16三00三x1三60三0，樁三端持三力層三為第三⑤層三粉細三砂層三，提三高地三基剛三度，三控制三基礎三沉降三量在三合理三范圍三內。3、D8三00振沖三碎石三樁與D4三00三C三FG樁間三隔布三置。YJ三K基礎三布置三透視三圖柱底三軸力三氣泡三圖(1三.0恒載+1三.0活)YJ三K基礎三壓力三云圖(1三.0恒載+1三.0活載)設計三思路RI三NI三O軟件三建立三結構三模型三，導三出單三線模三型dx三f；3d三3s接力三建模三、加三載，三完成三初步三設計三分析三工作三，導三出文三件*.三mg三t；Mi三da三s接力三完成三整體三結構三的設三計、三計算三分析三工作三；Mi三da三s計算三模型三導入YJ三K計算三軟件三，完三成地三下結三構及三基礎三的設三計。YJ三K軟件三的出三現，三極大三地簡三化了三基礎三設計三的工三作流三程煙臺三張裕三海納三小鎮-前釀三車間三至研三究院三通廊所在三地：山東三省煙三臺市設計三時間三：20三14年7月-8月建設三內容:前釀三車間三至研三究院三通廊建筑三規模:建筑三檐口三高度23三.8三m，平面三尺寸10三8.三8x8三.8三0m，最三大跨三度為16三m結構三形式:大跨三度單三榀框三架，條形三基礎+樁基三礎結構三特點三：大三跨度三單榀三變標三高框三架基礎三布置三圖樁基三礎需要三樁基三礎點三位1層為三雜填三土2層為三強風三化云三母片三巖--三-選做三為基三礎持三力層3層為三中風三化云三母巖三層YJ三K基礎三布置三透視三圖柱底三軸力三氣泡三圖(1三.0恒載+1三.0活)設計三思路ca三d建立三結構三模型三，導三出單三線模三型dx三f；3d三3s接力三建模三、加三載，三完成三設計三分析三工作三，導三出文三件*.三mg三t；YJ三K接力三，完三成基三礎的三設計三。YJ三K軟件三極大三地簡三化了三復雜三地基三的設三計。第二三部分三梁式三筏板三基礎三內力分析三結果三對比Sa三p2三00三0Mi三da三s三ge三n三V8三.0YJ三K三V1三.5三.3PK三PM三-樁筏三有限三元PKP三M-三JC三CA三D工程三案例建筑三面積11三38三3三m2框架-剪力三墻結三構地上5層，三地下1層梁式三筏板三基礎基床三系數三取值K=三20三00三0k三N/三m3地基三梁剪三力對三比-純框三架處計算軟件剪力（kN)彎矩（kNm)SAP200013982274Midasgen13432605YJK12572439PKPM-樁筏有限元12742447PKPM-JCCAD21613048PK三PMSA三P2三00三0MI三DA三SYJ三K結論：對于三純框三架處三的地三基梁三，各三個計三算軟三件得三出的三剪力三大小三比較三接近。PK三PM三-彈性三地基三梁法三的計三算模三型為三倒T型交三叉梁三系，三不考三慮筏三板對三基礎三整體三的影三響。三故所三得內三力較三大，三設計三時偏三于安三全。基于三有限三元理三論的三板元三法計三算中三，筏三板與三地基三梁共三同受三力，三地基三梁按三矩形三梁考三慮，三翼緣三影響三不計三入。三故所三得內三力較三小，三設計三時偏三于經三濟。筏板彎三矩對三比SA三P2三00三0YJ三KPK三PMMxMyMi三da三s支座彎矩(KNm)跨中彎矩(KNm)SAPMidasYJKPKPMSAPMidasYJKPKPMMx326345284276-101-94-103-89My363348295280-100-95-85-84對比三后發三現:以有三限元三理論三為基三礎的三四種三計算三軟件三分析三得到三的筏三板內三力基三本相三同。三說明三對于三筏板三內力三的計三算是三比較三準確三的?；踩戳θ禂等龑Ψと迨苋x的影三響SA三P2三00三0YJ三KK=三10三00三0K=三20三00三0K=三30三00三0K=三50三00三0對比三后發三現:隨著三基床三系數三的增三加，三地基三筏板三受力三逐漸三趨于三均勻三。Mx支座彎矩(KNm)跨中彎矩(KNm)基床系數K（kN/m3）MidasYJKMidasYJK10000312282-105-11120000307266-98-10430000285253-84-9750000248234-70-88基床三反力三系數三對地三基梁三受彎三的影三響M支座彎矩(KNm)跨中(KNm)基床系數K（kN/m3）MidasYJKMidasYJK1000023082343-1128-12322000022432284-954-11803000021912216-821-11215000020552099-802-1011對比三后發三現:隨著三基床三系數三的增三加，三地基三梁受三力逐三漸趨三于均三勻。基床三反力三系數三推薦三值(Y三JK、PK三PM手冊)基床三反力三系數【資料三來源】顧曉三魯等三主編三．地三基與三基礎三（第三三版三）．北京三：中三國建三筑工三業出三版社三，20三03基床三反力三系數【資料三來源】中國三船舶三工業三總公三司第三九設三計院三編寫三．彈三性地三基梁三及矩三形板三計算三．路基三系數K30【資料三來源】《地下三鐵道三、輕三軌交三通巖三土工三程勘三察規三范》G三B5三03三07三-1三99三9．基床三反力三系數1、地基三基床三系數k是采三用E.三Wi三nk三le三r地基三模型三進行三地基三基礎三設計三時的三一個三重要三參數三，主要三用于三基礎三彎矩三、撓三度和三剪力三等的三計算；與三鐵路三等部三門使三用的三路基三系數k3三0目的三和意三義完三全不三同，三不可三混同三使用三。2、物三理意三義：三基床三系數k就是三地基三土某三點的三所受三的壓三力P與相三應的三變形s的比三值，三即k=三P/三s；3、地基三基床三系數k應根三據基三底壓三力和三相應三的沉三降值(經驗值三或計三算值)直接三求取三；超高三層復三雜基三礎的三計算三流程應用三國際三地基三基礎三與巖三土工三程專三業數三值分三析有三限元三軟件PL三AX三IS三3三D三20三13，通三過地三基土三、樁三基與三結構三相互三作用三進行三沉降三分析三，以三判斷三總沉三降量三、主三樓筏三板撓三度和三差異三沉降三量是三否滿三足規三范要三求；巖土三專業三工程三師根三據整三體沉三降分三析結三果，三給出三基礎三底板三不同三區域三的基三床反三力系三數；Sa三p2三00三0（或三其他三有限三元軟三件，三如YJ三K、MI三DA三S、SA三FE等）三建立三含基三礎的三整體三模型三，考三慮上三部結三構剛三度，三得到三基礎三內力三，進三行基三礎設三計；特別三說明三：對于三一般三工程三（高三度15三0m以下三），三結構三工程三師可三根據三工程三經驗三結合三實際三工程三特點三確定