弹性地基梁计算软件
pkpm中柱下条形基础计算
pkpm中柱下条形基础计算
2011-11-01 16:05:32| 分类：pkpm
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在pkpm中，没有专门的柱下条基计算，但是框架结构，柱下如果采用条形基础，那么可以用地基梁来计算，即它可以承担地基反力，计算是采用弹性地基梁计算。
步骤如下：
1、读入地质资料输入
2、参数输入包括基本参数（主要是地基承载力特征值）和地梁筏板参数（主要是基床反力系数、地梁相关材料参数、钢筋调整参数、梁肋朝向）
3、网格输入（轴线延伸命令修改形成悬挑地基梁轴线）
4、修改荷载参数、读取荷载
5、定义地基梁（必须定义梁肋高和梁肋宽，地梁翼缘宽度可随意给出但应大于梁肋宽因为退出交互步骤时程序会给出调整翼缘宽度的机会）并布置地基梁
6、退出交互步骤：注意第一修改地梁翼缘宽度第二检查是否生成弹性地基梁计算用数据文件（即出现相关荷载值、相应坐标、地基反力、修正后地基承载力等信息）
7、弹性地基梁/ 基础沉降计算：
7-1：检查地质资料是否正确
7-2：设置计算参数（注意：应采用完全柔性假定、地下水高度需要修改）
7-3：进入附加反力图示，选择沉降计算菜单进行沉降计算，之后可查看相关需要数据
8、弹性地基梁/ 结构计算
8-1：选择是否进行交叉底面积重复利用计算、修改地基梁参数（注意：地梁计算时采用的内力）、选择计算采用的模型（可采用satwe、tat生成的上部基础刚度）进行计算
8-2：查看相关荷载工况下的内力图
9、弹性地基梁/ 参看结果（正常操作）
10、弹性地基梁施工图（正常操作）。
理正岩土6.5-弹性地基梁帮助
水工计算软件一览表
序号软件名称
1理正岩土
2理正结构工具箱3百图建筑物4autobank
5ZDM
6PKPM
7新浪潮
水工计算软件一览表
用途
土坝及堤防渗流稳定计算、弹性地基梁稳定计算
建筑物桩基础计算、平面桁架计算、梁及梁系计算
配筋计算、弹性地基梁计算、涵洞及梁系计算
渗流计算、稳定计算、有限元分析
溢流堰区面计算、稳定及配筋计算
建筑物稳定计算、桩基础及地基沉降计算、弹性地基梁计算、平面桁架及空间桁架计算、梁及梁系计算
水闸过流计算、稳定计算、消能计算
备注
渗流稳定侧重于公式法，已经淘汰，不建议使用，弹性地基梁较为准确U型槽、箱涵应用广泛、闸底板建议使用弹性地基梁
配筋计算较为准确，抗剪有略大误差，不建议使用
渗流稳定侧重于有限元法，建筑物渗流建议采用有限元法
WES堰面曲线及配筋计算较为准确，但侧重于土建
准确，且对于地基计算较为方便，建议桩基础及桁架计算选用PKPM 简介明了，过流、消能及稳定计算较为清晰。
ansys模仿地基开挖的竖向弹性地基梁的方法
运用ANSYS模拟多撑式深基坑开挖的研究王一鸣张小平（南京航空航天大学土木工程学院，江苏南京，210016）摘要：以竖向弹性地基梁理论为基础，以ANSYS为平台，采用APDL语言建立了多撑式深基坑开挖的计算模型。
将其应用于上海丽晶苑大厦基坑支护结构的计算，取得了满意的结果。
同时以此工程为原型，对该模型的主要影响因素进行了分析,提出要对墙背土压力进行修正，以进一步完善该模型。
关键词：弹性地基梁ANSYS深基坑土压力中国分类号：TU398 文献标识码：A 文章编号：The research of the application of ANSYS in emulation of the excavation of deep foundation pits with multiple bracesWang Yiming Zhang Xiaopin(School of Civil Engineering, Nan Jing University of Aeronautics and Astronautics, 210016, China ) Abstract:With the theory of beams on elastic foundation for foundation, using ANSYS system, an approach of using finite element method for simulation the behavior of deep excavation pit with multiple knightheads is presented in this paper. This technique is applied to design the deep excavation work of the LiJingyuan mansion of Shanghai, and the perfect reliability and the high efficiency are proved by the design results. What’s more ,through the analysis of this work , the factors that have important influence to the calculation results are studied, and Put forward that the earth pressure behind the pile should be modified to perfect that model. Key words:beams on elastic foundation,ANSYS, deep foundation pit, Earth pressure前言对于多撑式地下连续墙的内力计算分析，在计算机普及之前，以日本工程界提出的“山肩邦男法”、“弹性法”、“弹塑性法”等解析法为主。
弹性地基梁法MATLAB程序2
F3=input('左起11.5m处集中力F3=\n');
F4=input('左起16m处集中力F4=\n');
M1=input('左起1m处弯矩M1=\n');
M4=input('左起16m处弯矩M4=\n');
F=[F1 F2 F3 F4];
%《基础工程》第三章“弹性地基梁法”例题3-1，P86
clear;
format;
EI=input('条形基础抗弯刚度EI=\n');
l=input('底面长l=\n');
b=input('底面宽b=\n');
sm=input('预估平均沉降sm=\n');
F1=input('左起1m处集中力F1=\n');
fprintf('该梁属于长梁\n');
end
%计算有限长梁上相应于基础右端B处由外荷载引起的弯矩Mb和剪力Vb
x=[16 11.5 5.5 1];
m=t.*x;
Ax=exp(-m).*(cos(m)+sin(m));
Cx=exp(-m).*(cos(m)-sin(m));
Dx=exp(-m).*cos(m);
Mc_1=1000.*F.*Cx./(4*t);
wc_1=1000.*F.*Ax.*(t/(2*k*b));
Bx_11=Bx(1,1);Bx_13=Bx(1,3);
Dx_11=Dx(1,1);Dx_13=Dx(1,3);
GEO5说明
Windows平台下的GEO5是用于解决岩土工程问题的专业级别的软件。
它提供了在同一友好平台上开发的计算模块。
所有的模块能够单独利用，也能够联合利用以所有岩土问题的程序。
该软件偏重于设计，并内置了英联邦和欧盟的设计标准GEO5包括以下专业模块Terrain（数字化地层建模）Yardage（计算挖方方量）Earth pressures（分析土压力）Cantilever wall（验算悬臂式挡土结构）Gravity wall（验算重力式挡土结构）Block wall（验算预制安装块体挡土结构）Gabion wall（验算土笼构筑物的设计）Sheeting design（基坑围护结构设计）Sheeting check（分析基坑围护桩结构）Spread footing（设计和验算扩展基础）Piles（计算单桩的水平、竖向承载力）Beam（弹性地基梁）Plate（有限元法计算顶板和底板）Settlement（计算地基沉降）Depression（计算地表沉降）Slope stability（边坡稳固分析）Abutment（验算桥台的设计）Rock stability（分析岩石边坡稳固问题）FEM（有限元分析模块）Nailed slopes（分析土钉墙）Reinforced slopes（加筋土边坡稳固性分析）Tunnel（采纳有限元法分析隧道）各软件模块具体介绍如下：一、Terrain（数字化地层建模）该模块能够通过输入的点坐标和钻孔信息生成数字地质模型。
在生成的地质模型上填方或挖方来模拟不同的开挖工况。
程序采纳Cartesian（笛卡尔）坐标系或Gauss（高斯）坐标系。
该模块也可提供给GEO5程序其他模块所需要的数据（钻孔，纵向剖面，土性参数等）。
二、Yardage（计算挖方方量）该模块许诺输入土工结构物（边坡，基坑等）的形状。
然后，计算每一单独土层的开挖方量和总的开挖方量。
3、Earth pressures（分析土压力）该模块计算作用在任意线型结构上的大体土压力（主动土压力，被动土压力，静止土压力）。
弹性地基梁计算书
最小弯矩(kN.m) 87.06 -398.71 -768.65 -976.57 -1033.04
内力组合号 ( 6) ( 2) ( 2) ( 2) ( 2)
配筋面积(mm2) 0 0 750 923 750
梁号= 2 梁肋宽=500 梁高=750
翼缘宽=1500 翼缘根部高=500 翼缘端部高=250 翼缘在梁底
翼缘冲切验算:
Fl=pj*Al=161.9*0.040=6.48kN
am=(at+ab)/2=(1.000+1.000)/2=1.000m
0.7*βhp*ft*am*Ho=0.7*1.00*1430.00*1.000*0.46=460.46≥Fl=6.48kN
翼缘剪切验算:
0.7*βh*ft*bo*Ho=0.7*1.00*1430.00*1.000*0.46=460.46≥V=80.96kN
-1- -2- -3- -4- -5-
最小弯矩(kN.m) -1069.55 -738.41 -337.23 104.90 522.36
配筋面积(mm2) 0 1701 3282 4338 4591
配筋率(%) 0.00 0.23 0.44 0.58 0.61
最大弯矩(kN.m) 161.13 -240.61 -493.12 -630.67 -663.78
am=(at+ab)/2=(1.000+1.000)/2=1.000m
0.7*βhp*ft*am*Ho=0.7*1.00*1430.00*1.000*0.46=460.46≥Fl=8.22kN
翼缘剪切验算:
0.7*βh*ft*bo*Ho=0.7*1.00*1430.00*1.000*0.46=460.46≥V=102.70kN
pkpm算基础注意项
⑷按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基架计算：
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。
两种计算模型对于地基土的考虑是不一样的。
如果用PKPM-JCCAD的桩筏有限元的话，你会发现，用“弹性地基梁模型”和“Mindlin方法”的主菜单项是不一样的。也就是说，两种计算模型的选择不同，考虑因素不同。计算结果是有区别的。至于区别的大小或者说那种结果更加准确，我们不能决定，这个需要研究人员通过大量的实践经验来取得。毕竟，规范关于两种计算方法都有提及。
PKPM-JCCAD技术手册中提及：单向压缩分层总和法――弹性解修正是考虑地基土非弹性的特点进行修正，在弹性应力相叠加时考虑应力扩散的局限性。通过修正后计算结果比较接近1模型。（1模型即弹性地基梁模型）
在排出PKPM本身程序上的错误可能外，个人认为两种计算方法的结果都是符合规范要求的。至于说哪种更加合理，或者说，哪种更加接近真理。恐怕就得需要研究人员的辛勤工作了。
pkpm弹性地基梁5种模式的选择
pkpm弹性地基梁结构在进行计算时，程序给出了5种计算模式，现对这5种模式的计算和选择进行一些简单介绍。
⑴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。
⑵按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁计算：
jccad参数操作手册
JCCAD参数操作手册一、地质资料（沉降计算及桩承载力计算需要输入地质资料）1、地址资料输入步骤：（1）归纳出能够包容大多数孔点的土层的分布情况的“标准孔点”土层，并点击【标准孔点】菜单，再根据实际的勘测报告修改各土层物理力学指标承载力等参数进行输入。
（2）点击【输入孔点】菜单，将“标准孔点土层”布置到各个孔点。
（3）进入【动态编辑】菜单对各个孔点已经布置土层的物理力学指标、承载力、土层厚度、顶层土标高、孔点坐标、水头标高等参数进行细部调节。
也可以通过添加、删除土层补充修改各个孔点的土层布置信息。
（4）对地质资料输入的结果的正确性可以通过“点柱状图”、“土剖面图”、“画等高线”、“孔点剖面”菜单进行校核。
（5）重复步骤（3）和步骤（4）完成地质资料输入的全部工作。
注：程序要求各个孔点的土层从上到下的土层分布必须一致，在实际情况中，当某孔点没有某种土层时，需要将这种土层的厚度设为0厚度处理。
2、地质资料的分类（1）供有桩基础使用，每层土要求有五个参数：压缩模量Es（用于沉降计算）、土的重度Gv（用于沉降计算）、内摩擦角（用于沉降及支护结构计算）、黏聚力c（用于支护结构计算）、状态参数。
（2）供无桩基础(弹性地基筏板)使用。
每层土要求有压缩模量Es一个参数。
3、土参数：用于设定各类土的参数。
程序已设有初始值，用户可修改。
无桩基础只须压缩模量参数即可。
:所有注意土层的压缩模量不得为零。
4、标准孔点：根据勘测点的地质资料，将建筑物地基土统一分层。
分层时可先不考虑土层厚度，把土层其它参数相同的土层视为同层。
再按实际地基土情况，从地表面起向下逐一编图层号，形成地基土分层表。
注：标高的输入方法：（1）按相对±0.00输入：结构物±0.00对应的地质资料标高填0土层标高按相对值填写（2）按地质报告高程输入：结构物±0.00对应的地质资料绝对标高实际值填写土层标高按地质报告提供的数据填写5、输入孔点：包含以下内容:(1) 输入点位: 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PM。
【word】弹性地基Timoshenko梁单元在ABAQUS软件中的应用
弹性地基Timoshenko梁单元在ABAQUS软件中的应用第31卷第4期2010年7月华侨大学(自然科学版)JournalofHuaqiaoUniversity(NaturalScience)V_oI.31No.4Ju1.2010文章编号:1000—5013(2010)04-044805弹性地基Timoshenko梁单元在ABAQUS软件中的应用杨钊,许建聪,余俊(1.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海2000922.中南大学土木建筑学院,湖南长沙410075)摘要:利用ABAQUS软件中的自定义单元接口,采用Fortran语言开发弹性地基Timoshenko梁单元程序.通过与经典解的比较,验证所编弹性地基Timoshenko梁单元程序的准确性.该单元不仅考虑了地基弹簧受拉脱开的特点,而且还考虑了曲形梁单元内结点不在一条直线上的特点.采用所编写弹性地基梁单元分析青草沙原水过江输水工程,计算规律与已建类似工程实测结果相同.关键词:弹性地基;Timoshenko梁;ABAQUS软件;单元子程序中图分类号:TU471.2文献标识码:A在地下结构的计算领域,已有许多用于考虑结构一土体相互作用的计算方法,但是荷载结构法仍是目前使用最广泛的一种方法.为了在研究周围地层对结构的约束作用及地层对地下结构的反作用力时考虑地下结构变形,将Winker弹性地基理论引入到荷载结构法中].同时,提出弹性地基上的Timosh—enko梁,以考虑横向剪切变形对厚梁的影响.目前,大量商品化软件如MARC,SAP等均包含弹性地基梁单元,但均没有考虑地基弹簧在受拉时的脱开情况.ANSYS,ABAQUS等大型通用有限元法计算分析软件中未包括弹性地基梁单元,只能通过在梁单元结点上加弹簧单元来近似模拟弹性地基的作用[z-33.这种做法只能在梁单元足够小的情况下,才能近似等价于弹性地基作用l4].本文以ABAQUS软件为平台,开发基于Winker地基理论与Timoshenko梁理论的地基梁单元.1Timoshenko梁单元刚度阵与荷载阵设一Timoshenko梁的弯曲刚度为EI,剪切刚度为S,压缩刚度为EA,长度为L,梁上有侧向分布荷载q(z),径向集中力,集中力偶MJ,轴向集中力.因此,其总势能r5J 为//(“,cu,一I『:(塞)dl+y:Sdoo一dl+.『:()d一:q()d一P+,一(1)式(1)中:第2项为梁的剪切变形能;剪切刚度S=;G为剪切模量;A为截面积;a为校正因子,可根据截面的具体情况确定.Timoshenko梁单元的基本特点是挠度,轴向压缩量和截面转动各自独立插值.即一∑N,一∑Niu,0一∑N～0(2)式(2)中:以为单元的结点数;N是Lagrange插值多项式.将式(2)代人式(1)中,由3//=0可以得到有收稿日期:通信作者:基金项目:2009～O9—19杨~(1984一),男,博士研究生,主要从事盾构隧道数值计算和模型实验的研究.E-mail:yangzhaolp@126.con].国家自然科学基金资助项目(40872179);中国博士后科研基金资助项目(20080440652)第4期杨钊,等:弹性地基Timoshenko梁单元在ABAQUS软件中的应用449限元的求解方程为KU—P.(3)式中:K一∑,P===∑P,U===∑U;而一BTDBdl,u一[u,…,u],U一[,”,Oi],D—rE,00]r00--8N/a}0EA0},B一[BJ,…,B],B一i0ON/az0}.L00GA/JN/oz0一』\,2弹性地基梁弹性地基上,梁在荷载作用下产生变形的同时,地基土也产生了变形.根据弹性地基的局部变形理论,地基土对地基梁的反力集度Pd与地基梁的挠度∞问的关系为Pd—kd(4)式(4)中:足为地基反力系数.为了考虑地基弹簧受拉脱开,假定梁的挠度值为负值,k一0.考虑地基土的应变能后,弹性地基梁的总势能比梁的总势能多出一项l6j,即A//一I专忌d∞6d￡.(5)厶式(5)中:b为梁截面的宽度.由式(2)可得一BdU.(6)式(6)中:B一[…,B];,,一[』\,,0,O].将式(6)代人式(5),取极值即可得单元刚度阵中地基刚度附加项为Kj—IB是dBd6dz.(7)单元的总刚度阵艮由梁单元刚度阵K和地基刚度阵K5两部分叠加而成,即K—+.(8)梁单元内力计算方程为N—AE,Q一一),,M一一EIO/.(9)djrcl’式(9)中:N为轴力;Q为剪力;M为弯矩.3整体坐标系下的刚度阵假定单元的方向在整体坐标系下的方向角为以单元内任意一点为例,有U一U,l,-sin8COSB式(10)中:U,局部坐标系下第i点坐标;J;L为坐标转换矩阵,.;L一1cos 卢--sinpl00下第i点坐标,U…I一,,Y,].结合式(3),(10),可得rK一j.golDB1dZ,式(11)中:B.l一”,Bf1】],Bl=B2.结合式(6),(7)可得rKed一I嘲ikdBd,golbdl,(12)JU式(12)中:B,1一[B(1’,…,B(1,],B,=Ba,i.整体坐标系下,弹性地基梁单元刚度矩阵为K一(+,酬.(13)当由前处理所得梁单元的内部结点位于梁单元两端结点的连线上,且内部结点为梁单元的均分点时,由局部坐标与整体坐标的转换关系可得∞系1.1标坐体整门●-==_●U450华侨大学(自然科学版)2010年dl一专d,一号’.(14)在实际工程中,特别是以可能在梁单元上处处满足.采用精确积分计算剪切变形能项,将过分夸大剪切应变能的量级而造成剪切锁死.为了避免剪切锁死,对剪切变形项采用缩减积分计算].4程序编制ABAQUS提供用户单元接口子程序UEL,用户通过自定义UEI接口与求解器Standard的接口实现数据传递.UEL有其固定的书写格式与规范,与主程序共享的变量必须在子程序开关予以定义,而主程序通过ABAQUS输入文件(.inp)中的关键字”element,type=Un”来判断是否使用自定义单元.依据ABAQUS软件二次开发的约定,用户单元子程序UEL应至少包括5部分[8],分别为:ABAQUS约定的子程序题名说明,ABAQUS定义的参数声明表,用户自定义的局部变量声明表,用户编写的程序代码段和子程序返回与结束语句等.在UEL中,用户需要给出单元的结点数目,结点自由度,材料参数,通过主程序传送给UEL的结点位移及结点位移增量更新单元应力,并最终将单元刚度矩阵(AMA TRX)及单元不平衡力矩阵(RHS)提供给ABAQUS主程序进行迭代求解.4.1程序流程ABAQUS主程序进行迭代求解有如下8个步骤.(1)计算坐标转换矩阵A.(2)计算高斯积分点数与高斯积分点坐标.对于结点Timensheno梁,轴力项,弯矩项刚度,可由一1个高斯积分点精确求解;剪切项刚度需要个高斯积分点才能精确求解.但为了避免剪切锁死的发生,剪切项刚度在计算中也采用一1个高斯积分点积分.(3)计算形函数矩阵,并由式(14)～(16)计算积分系数.(4)由式(11)计算整体坐标系下梁单元的单元刚度矩阵.(5)由式(9)计算积分点处的轴力,剪力,弯矩.(6)将主程序传人的位移值代人式(2),(10),计算地基梁单元在积分点处的挠度值.如计算挠度值为负值,则取此积分点处的地基刚度为零,再由式(12)计算地基对梁单元的附加刚度矩阵.(7)由式(13)计算地基梁单元的整体刚度矩阵.(8)计算单元的残余力,并判断收敛.如果不收敛,返回ABAQUS主程序进行第i+1次迭代.主程序将根据UEL子程序第i次迭代所得到的单元刚度矩阵与残余力项,计算位移增量与总位移量,然后跳到第(1)步进行UEL的第H—1次迭代计算.4.2程序验证梁荷载和弹性地基梁竖向位移图,分别如图1,2所示.两端自由的弹性地基梁参数:长度l为1Om,宽度b为0.5m,高度h为0.5m,梁身的弹性模量为10.0GPa,剪切模量为5.0GPa,地基的刚度系数K为4.0GN?m_..求梁截面A,B和C的弯矩与挠度_gj.采用自编弹性地基梁单元计算,将梁划分为20个3结点地基梁单元.计算过程中,可得到每个单元内积分点处的弯矩,剪力,轴力.将积分点处的内力值外推,可以得到单元结点处的内力值.弯矩和挠度的理论解与数值解的对比,如表l所示.表1中:n,Mn分别为弯矩,挠度的理论解;叫.,第4期杨钊,等:弹性地基Timoshenko梁单元在ABAQus软件中的应用451+十…1.604…XI.oz~oxIU--一32.85079O;x,<11o图1梁荷载示意图图2弹性地基梁竖向位移图Fig.1LoadsonthebeamFig.2Verticaldisplacementoftheelasticfoundationb eamM分别为弯矩,挠度的数值解;为相对误差.由表l可知,理论解与数值解相差较小,该误差可能源于有限元数值计算中网格的划表1弯矩和挠度的理论解与数值解的对比分,迭代收敛判断准则,以及其他诸多综合因素的影响.由此可见,编制的有限元程序是可靠的.5工程实例计算青草沙原水过江隧洞工程位于上海长江隧道下游约80m处,浦Tab.1Comparisonofbendingmomentanddeflection betweenanalyticalsolutionandnumericalsolution东侧越江点在五号沟,长兴岛越江点在该岛新开河附近,全长r7.23km.越江输水管道采用全断面隧道掘进机(TBM)施工,有压输水,设计为圆形断面,衬砌结构外直径为6.8m,管片厚为480mm.考虑冲刷后上部垂直水土压力为439.1kPa,上部水平土压力为313.0kPa,下部水平土压力为375.0kPa,隧道内水压力为404.1kPa.隧道周围地层的地基刚度系数为10.0MN?m_..采用3根弹簧分别模拟接头的抗弯,抗压与抗剪性能,其刚度系数分别为500(MN?m)?rad,5.0TN?m～,0.5TN?m～.计算采用三结点Timeshenko地基梁.为简化计算,在建立地基梁模型的同时也建立三结点Time—shenko梁模型.此梁模型与地基梁模型共结点且结点编号一致,但单元编号不同.将地基梁上的荷载施加到共结点的梁上,取共结点梁单元弹性模量为一极小数.此时,梁单元的存在将简化荷载的施加且对计算结果无影响.由于梁单元结点与地基梁单元共结点,因此,ABAQUS后处理中梁单元的位移场即为地基梁单元的位移场.衬砌变位矢量图,如图3所示.在外周水土压力与内水压力的联合作用下,衬砌结构竖直方向内缩,最大压缩量为 2.4mill;水平方向伸长,最大伸长量为2.2mm.衬砌结构的形状由原先的圆形变成扁平的椭圆形. 衬砌截面的弯矩,轴力和剪力图,如图4～6所示.从图4～6可知,管片弯矩的峰值出现在管顶,管底和两腰,其管顶,管底为正值,两腰弯矩为负值.最大正弯矩位于管顶处,其值为102.7kN?m;最大负弯矩位于管腰处,其值为--95.3kN?m.设轴力以受拉为正,受压为负.管片大部分截面受压,轴压值管顶,管底小,而管腰大.轴压最大值位于管腰处,其最大轴压图3衬砌变位矢量图Fig.3Displacementvectordiagramoflining值为150.8kN;管顶部分截面受拉,最大轴拉值为--34.6kN.设剪力以截面呈顺时针转动为正,反之为负,剪力最大值为68.3kN,剪力最小值为--59.7kN.图4衬砌截面弯矩图Fig.4Momentofliningsection图5衬砌截面轴力图Fig.5Axialforceofliningsection图6衬砌截面剪力图Fig.6Shearforceofliningsection452华侨大学(自然科学版)2010焦6结束语针对绝大多数商品化软件不能考虑弹性地基梁在受拉时地基弹簧脱开的不足,基于ABAQUS软件平台开发了弹性地基Timeshenko梁单元.该单元不仅考虑了地基弹簧受拉脱开的特点,而且还考虑了曲形梁单元内结点不在一条直线上的特点.采用所编写弹性地基梁单元分析青草沙原水过江输水工程,计算规律与已建类似工程实测结果相同.研究结果表明,所编写的弹性地基梁单元精度高,可供实际工程计算应用.参考文献:孙钧.地下结构[M].北京:科技出版社,1987.黄群贤,林建华.液化侧扩地基中桩基的有限元分析[J].华侨大学:自然科学版,2004,25(3):328-330.贾瑞华,阳军生,马涛,等.既有管线下盾构施工地层沉降监测和位移加载数值分析[J].岩土工程,2009,31(3):425-430.杨钊,潘晓明,余俊.盾构输水隧洞复合衬砌计算模型研究[c]∥2009全国土木工程博士生学术论坛优秀论文集.长沙:中南大学出版社,2009.王勖成.有限单元法[Ⅳ【].北京:清华大学出版社,2006.朱伯芳.有限单元法原理与应用[M].北京:中国水利水电出版社,2004. 冯紫良.杆系结构的计算机分析[M].上海:同济大学出版社,1991.叶志才,徐磊,王超.基于ABAQUS的j维锚杆单元的开发EJ].三峡大学,2008,30(5):29—32.黄义,何芳杜.弹性地基上的梁板壳[M].北京:科学出版社. ApplicationofElasticFoundationTimoshenko BeamElementinABAQUSY ANGZhao.XUJian—cong.YUJun(1.KeyLaboratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringof MinistryofEducation,Ton~iUniversity,Shanghai200092,China;2.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CentralSouthUniversity,Ch angsha410075,China)Abstract:UsingtheuserdefinedelementinterfaeeinABAQUS,theelasticfou ndationTimoshenkobeamelementiSde—paringwithclassicanalyticalsolution,th eresultindicatesthattheaccuracyoftheel—ementishighenough.Thatelementnotonlyconsiderstheseparationofthefou ndationspringundertension,butalso considerstheinternalnodeofcurvebeamelementiSnotonthelineoftWOend ingtheelasticfoundationbeamelement,theQingcaoshariver-crosswaterdiversionprojectisanalyzed,there sultsagreeswiththemeasureddataofsimi—larproiects.Keywor~:elasticfoundation;Timoshenkobeam;ABAQUS;elementsubro utine(责任编辑:黄仲一英文审校:方德平)]]]]]]]]]口。
midas Gen-弹性地基梁分析
例题7 弹性地基梁分析1例题弹性地基梁分析2 例题. 弹性地基梁分析概要此例题将介绍利用midas Gen做弹性地基梁性分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。
此例题的步骤如下:1.简介2.设定操作环境及定义材料和截面3.利用建模助手建立梁柱框架4.弹性地基模拟5.定义边界条件6.输入梁单元荷载7.定义结构类型8.运行分析9.荷载组合10.查看结果例题弹性地基梁分析1.简介本例题介绍使用midas Gen进行弹性地基梁的建模分析。
(该例题数据仅供参考)基本数据如下：➢轴网尺寸：见平面图➢柱：900mmx1000mm，800mmx1000mm➢梁：500mmx1000mm，400mmx1000mm，1000mmx1000mm➢混凝土：C30图1 弹性地基梁分析模型3例题弹性地基梁分析4 2.设定操作环境及定义材料和截面在建立模型之前先设定环境及定义材料和截面1.主菜单选择文件>新项目2.主菜单选择文件>保存:输入文件名并保存3.主菜单选择工具>设置>单位系:长度 m, 力 kN图2 定义单位体系4.主菜单选择特性>材料>材料特性值：添加：定义C30混凝土材料号：1 名称：C30 规范：GB10(RC)混凝土：C30 材料类型：各向同性5.主菜单选择特性>截面>截面特性值添加：定义梁、柱截面尺寸注：也可以通过程序右下角随时更改单位。
例题弹性地基梁分析图3 定义材料图4 定义梁、柱截面5例题弹性地基梁分析6 3.用建模助手建立模型1、主菜单选择结构>建模助手>基本结构>框架输入：添加x坐标，距离8，重复1；距离10，重复2；距离8，重复1；添加z坐标，距离8，重复1；距离6，重复1；编辑：Beta角，0；材料，C30；截面，500x1000；点击；插入：插入点，0，0，0；图5 建立框架例题弹性地基梁分析2、主菜单选择节点/单元>单元>修改参数分别将梁及柱修改为相应的截面。
pkpm弹性地基梁计算.doc
pkpm弹性地基梁计算一说到pkpm弹性地基梁计算，相关建筑人士还是比较陌生的，我国对pkpm弹性地基梁怎么规定的？如何计算？以下是为建筑人士梳理pkpm弹性地基梁基本内容，具体内容如下：下面通过相关内容的梳理，pkpm弹性地基梁基本规定内容如下：⑴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。
⑵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。
⑶按上部结构为刚性的弹性地基梁计算：模式3与模式2的计算原理实际上最一样的，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。
⑷按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基架计算：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。
另外，设计人员在采用《JCCAD用户手册及技术条件》附录C 中推荐的基床反力系数K时，该值已经包含上部刚度了，所以没有必要再考虑一次。
⑸按普通梁单元刚度的倒楼盖方式计算：模式5是传统的倒楼盖模型，地基梁的内力计算考虑了剪切变形。
该计算结果明显不同与上述四种计算模式，因此一般没有特殊需要不推荐使用。
PKPM-JCCAD
Jccad参数操作便览（上）一、地质资料1、总说明：JCCAD的地质资料有两种：一种是供有桩基础使用，每层土要求有五个参数：压缩模量、重度、内摩擦角、内聚力、状态参数。
另一种是供无桩基础(弹性地基筏板)使用。
每层土要求有压缩模量一个参数。
地质资料的的建立，可用人机交互方式或人工填写数据方式。
运行本主菜单时，屏幕会提示用户输入地质资料数据文件名，如果这个文件在当前目录(文件夹)下存在，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。
如果这个文件不存在，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。
2、土参数：用于设定各类土的参数。
程序已设有初始值(条件是在运行程序所在的子目录下有DZCS.DAT文件)，用户可修改。
无桩基础只须压缩模量参数即可。
注意:所有土层的压缩模量不得为零。
3、土层布置：用户须首先输入一个代表土层数NLAYE，它将包括所有孔点的所有土层数，形成一个可用于各个孔点的一个综合性的总土层。
这里允许同一类型土多次出现，当土参数与土层厚度不相同时可在后面修改。
完成总土层数输入后，屏幕出现对话框，用户按对话框页面次序输入每层土的名称、土层厚度、标高与图幅。
在第一页中，每层土的名称填写区都是一个组合框，用光标点取名称填写区右侧的三角标就能显示所有土的名称，再用光标即可任意选取所需土层名称。
在第三页中，孔口标高建议为0。
4、孔点输入：包含以下内容:(1) 输入点位: 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PM。
(2) 修改: 先用光标点取要修改的孔点，接着按下提示区提示先后输入该勘测点的“没有的土层号”，接着在弹出的菜单中修改平面坐标、水头标高、孔口标高、每一土层层底标高、压缩模量Es(对无桩基础后面的参数无须输入)、重度Gv及其它的物理力学指标。
(3) 复制: 用光标可将相同物理指标的勘测点复制到其它任意指定位置，这样可以省去前面的定位、修改工作。
PKPM2010问题集锦(基础)
人机交互输入里承台底标高会影响哪些计算？承台底标高是比较重要的一个参数，它的取值影响到几个方面：第一、影响承台覆土重的计算，程序根据此值与PMCAD中实际输入的柱底标高值的差值乘以土含基础部分的近似容重20得出作用在基础底面的基础自重和覆土重之和。
第二、影响承台底面积计算时的弯矩，程序根据此参数自动将柱底剪力换算成基底弯矩；第三、程序根据此标高值和地质资料中的孔点标高进行对应从而影响桩长计算及桩承台沉降计算结果。
构造柱不生成基础，在程序中要怎么处理？可以用【荷载输入】菜单里的“无基础柱”将这类构造柱设置成无基础柱，程序会自动将构造柱传来的荷载分配到周围墙上。
自动生成柱下独基时，基础底面形心及转角怎么确定？当计算位置没有独基时：程序取柱形心和转角当作独基的底面形心及转角；基础上是异型柱时取异型柱外接矩形的中点作为基础的形心；基础上由多根柱时取基础上几个柱的外接矩形中点作为基础的形心。
2）当计算位置有独基时，取已有基础的底面形心及转角进行基础验算。
当基础底面尺寸、高度或配筋不满足承载力要求时自动加大相应的数据。
什么样的基础可不进行抗震承载力验算？JCCAD能自动判断吗？《抗震规范》4.2.1条规定：下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：1.本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。
2.地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑：1）一般单层厂房和单层空旷房屋；2）砌体房屋；3）不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋；4）基础荷载与3）项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。
JCCAD程序并没有自动判断是否需要读取地震作用工况。
当要设计的工程不需要进行抗震承载力验算时，应该在读取荷载话框中将两个方向的水平地震作用和竖向地震作用的勾去掉，则基础设计的荷载组合中就不会出现地震荷载组合。
如果上部结构计算时没有考虑地震作用，则在对话框中不会出现地震工况。
JCCAD中的标高正负0是怎么定的？JCCAD软件中基础人机交互输入程序有多处需要用户输入标高信息，如上部结构的柱底、墙底标高，室、外地坪标高，梁式基础覆土标高，各类基础底标高，拉梁、圈梁顶标高，地质资料中的标高数据等。
PKPM(jccad参数设置)
JCCAD参数设置说明第一版2006年3月3日地质资料地质资料是基础设计计算的重要依据，可以用人机交互方式或填写数据文件方式输入地质资料有两类，一种是供有桩基础使用的，另一种是供无桩基础（弹性地基筏板）使用。
两者的格式相同，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。
建立*.dz文件主要内容包括以下几点：(1) 每个勘探孔柱状图的土层分布及各土层的物理力学参数，物理力学参数包括土的重Gv(用于沉降计算)、相应压力状态下的压缩模量Es(用于沉降计算)、摩擦角φ(用于沉降及支护结构计算)、内聚力ｃ(用于支护结构计算)及计算桩基承载力的状态参数(对于各种土有不同的含义)。
(2) 所有孔点在任意坐标系下的位置坐标，在桩基设计时可通过平移与旋转将勘探孔平面坐标转成建筑底层平面的坐标。
(3) 以勘探孔点作为节点顺序编号，将节点连线划分成多个不相重叠的三角形单元，并将三角形单元编号。
程序将以这种三角形单元为控制网格，利用形函数插值的方法得到控制网格内部和附近的地质土层分布。
土层参数压缩模量、重度、摩擦角、粘聚力、状态参数、状态参数含义桩基础设计应该使用Ez（自重压力~……），天然浅基础应使用Es0.1-Es0.2。
土层布置土名称、厚度、极限侧摩、极限桩端、压缩模量、重度、摩擦角、粘聚力、状态参数、状态参数含义，标高及图幅（坐标系：相对坐标系，单位米。
标高与结构标高相同）孔点输入输入孔位：打开坐标，将孔点的大体形状输入即可修改参数：按照勘查报告中的相关数据输入即可网格修改点柱状图选中可以进行桩基承载力与沉降验算。
土剖面图画等高线基础人机交互输入本菜单根据使用者提供的上部结构数据、荷载数据和有关的地基基础的数据，进行柱下独立基础、墙下条形基础和承台设计，桩长计算以及布置基础梁、筏基、桩基等基础。
程序可对平板式基础进行柱对筏板的从冲切计算以及柱对独基、桩承台、基础梁和桩对承台的局部承压计算。
用Mathematic计算弹性地基梁
维普资讯
西 北水 电 ・２ ０ ０ ５年 ・第 ４期
文 章 编 号 ｛０ ６ ２ １ （０ ５Ｏ — ０５ — ０ １ Ｏ — ６ Ｏ ２ ０ ）４ ０ ８ ３
用 Ｍａｈ ｍａｉ 计算弹性地基梁 ｔｅ ｔ ｃ
苗 强
（ 太原理 工 大 学 ， 原 太 ０ ０２ ） ３ ０４
生物医学 、 金融和经济、 数学、 物理、 化学和社会科学 等范围得到应用。尤其在科研院所和高等院校广为
流行 。
按温克尔假定计算基础粱 ， 可归结为求解微分 方 程 （） ５ 。当 ｙ解 出后 ， 由式 （） 可求 出角 变 ０ 再 ３就 、 弯矩 Ｍ 和剪力 Ｑ。将 ｙ乘以 Ｋ 就得地基反力 。
论。
的地基沉陷量（ ； 为弹性压缩系数（Ｎ ｍ ） ｍ） ｋ ／ 。
弹 性压 缩 系数 Ｋ 是 使 单 位 面 积 的地 基 产 生单
位沉陷时所需的力 。 这个假定的实质 ， 是将地基看成
为无 限 多个 各 自孤 立 的弹簧 ， 弹性 压 缩 系数 Ｋ 相 当
于 弹簧常 数
计算 基础梁 的计 算方 法有 ３种假 设
Ｋｅ ｏ ｄ ￡Ｍ ａ ｈ ｍａ ｉ ●ｅ ａ ｔ ｒ ｄ ｅ ｍ ｃ ｌｕ ａ ｉ ｎ ｙＷ ｒｓ ｔｅ ｔ ｃ ｌ ｓ ｉ ｇ ａ ｅ ｂ ａ ｌ ａ ｃ ｌｔｏ ｃ
１ 概 述
在建筑结构中 ， 常采用基础梁， 它的作用是将柱
的荷 载传 给地基 。 软土地 基上 的房 屋建 筑中 ， 墙 在 砖 的基 础有 时也要 做成 基础 梁 。 在地 下 结构 的计算 中，
以确定地 基反 力 的大小 。
Ｍａｈｍａｉ 美 国 Ｗｏｆａ 研 究 公 司 开 发 的 ｔｅ ｔ ｃ是 ｌ ｍ ｒ 符 号 计 算 系 统 ，９８年 发 布 了 Ｍａｈｍａｉ １８ ｔｅ ｔ ｃ系统 的