导航台基础稳定性设计

牛良　陈松

[摘要] 本工程DVOR导航台为高60米的钢架结构。上部结构利用3D3S软件进行建模分析，将传至底层柱根的载荷导入PKPM软件JCCAD程序进行地基基础的模型分析，达到两种软件的无缝衔接。为了评估衔接结果的真实可靠度，本文在依据现行的相关规范的规定和一系列基本假定下，对JCCAD程序计算的结果进行了人工复核，对程序无法完成的环节（如抗倾覆设计）进行了更深层次的分析研究，从而获得一些有建设性的观点和建议。

[关键词] 抗倾覆 偏心作用 JCCAD

1 工程概况

本工程为某扩建空管工程导航台工程项目，反射网平台高12层，高度为60.00米，钢架结构，底面积为36mx36m，轴网间距9mx9m。其上部结构由某钢结构公司利用3D3S软件设计计算，得出塔脚（柱底）反力，取其中两组最不利工况（本文通过对比后，仅选其中双向偏心的工况进行分析）。在PKPM软件的PKCAD中建立钢结构的简易模型，仅作为输入节点荷载的辅助模型使用。在JCCAD中，因上部结构传下来的荷载是考虑地震作用下的荷载设计值组合，所以在输入荷载组合参数一项中，把“由永久荷载效应控制永久荷载分项系数”、“由可变荷载效应控制永久荷载分项系数”、“可变荷载分项系数”都输为1，然后在“荷载编辑”中“点荷编辑”中输入由3D3S软件计算传下的两组最不利工况对应的节点荷载，进行基础的计算对比分析。依据勘察报告，本场地地下水属潜水类型，年变化幅度约3.0m，近3～5年最高水位约10.5m，所以本工程不考虑抗浮对建筑物的影响。

由于软件的局限性，在基础的抗倾覆力矩计算及偏心荷载的地基基础计算上，需要手工进行复核。参照挡土墙设计规范，抗倾覆稳定安全系数的计算采用公式 ， 取挡土墙（对本工程为地基基础）基底前趾的抗倾覆力矩（KN·m）， 取挡土墙（对本工程为地基基础）基底前趾的倾覆力矩（KN·m）。抗倾覆计算时计算对单轴（X、Y）作用下的倾覆力矩，验算抗倾覆。偏心荷载计算时参考《建筑地基基础设计规范》中单项偏心荷载公式，分别计算对单轴（X、Y）偏心影响。

将各节点荷载简化至形心，利用公式 ， ， ， 。 、 分别为各节点荷载在X、Y方向距形心的距离。经计算后，得MX=70037KN·m，My=69633KN·m，剪力FX=-1750KN，Fy=-1658KN，压力N=5513KN。

2 筏板基础设计和计算方法

依据《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98），高层建筑钢结构的基础埋置深度，采用天然地基时不宜小于 ，本工程基础埋置深度取为4m，筏板厚度取为800mm，各边挑出500mm。经JCCAD软件计算后，各项指标均符合要求，筏板配筋采用双层双向C18@160，满足最小配筋率及承载力的要求。现对手算复核过程简述如下：

3 结语

本文基于工程实例，采用3D3S荷载导入PKPM的方法，对DVOR/DME台钢框架采用不同的基础形式进行设计，并采用手算复核基础的安全合理性和富余度。通过PKPM软件中JCCAD程序和现行国家规范的规定，得出最经济合理的基础方案，在此基础上本文进行了大量的人工复核工作，得出以下结论：

（1）采用筏板基础，基础底部无应力区，且抗倾覆系数大于规范规定的限制，有一定的富裕度。

（2）通过计算分析发现，当控制住了基础的零应力区，基本上已經控制住了基础的抗倾覆验算。至于其中的关联程度，需要进一步的研究探索。

本文是在3D3S软件计算的基础上，运用PKPM的JCCAD程序进行的基础设计，属于一种探索性尝试，同时为了保证工程的安全合理，做了一系列手工复核工作。希望此设想和尝试为同行工程师起来一定的借鉴作用。

[参考文献]

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[2] GB50007-2011 建筑地基基础设计规范[S].2011年版.北京：中国建筑工业出版社

[3] YD-T 5131-2005 移动通信工程钢塔桅结构设计规范[S].2006年版.北京：北京邮电大学出版社

[4] GB50051-2013 烟囱设计规范[S].2013年版.北京：中国计划出版社

[5] 中国建筑科学研究院.JCCAD用户手册[M].2013