Midas建桩基模型

名称：单桩桩身内力及轴向承载力计算

基本资料：（交通出版社《混凝土简支梁（板）桥》）D=1.2m,E=2.6e7KPa 。L=22.8m，m=5000Kn/m4,20号混凝土桩顶内力N0=1483.68KN,H0=47.01KN,M0=300.04KNm

步骤：

1，理论计算：

计算宽度b=1.98。按高度1m射一个横向弹簧。H=1m

弹簧系数计算：

对任意一层土：地基系数C=m*h 这里h为当前土到地表的距离。C上和C下为当前土层上下表面地基系数

弹簧系数=b*(C上+C下)/2*hi，hi为当前土层厚度。

模型按每0.5m一个单元，弹簧则每1m一个。计算后的弹簧系数：

(弹簧系数计算表在后面)

2、桩身内力：

22.8m，每0.5m一个单元，总共46个单元，47个节点。先在excel中计算坐标。

结构类型：x-z平面

材料：20号混凝土

截面：D=1.2圆形截面。

首先建立材料和截面

由于是普通混凝土结构，所以要折减0.67

建立模型：46个单元，注意旋转90度

这个建立单元的方法实际上比较麻烦,这里只是演示下方法

然后全选—》查询-》节点详细表格把excel中计算的节点坐标copy进去

底部节点z方向位移约束

选择所有偶数号的节点。加节点弹性支撑

全选—》查询-》节点详细表格

节点弹性支撑，然后把excel里的弹簧系数copy进去，注意单位要正确

加荷载

加自重

注意应放在不同的工况中计算！

桩身弯矩图：

最大弯矩发生在z=3m左右，my=357。书中查表计算z=2.26 my=359.75 弹簧系数计算表:

3、轴向承载力计算：

理论计算：关键是摩阻力的模拟

U:周长3.93m

T：桩侧摩阻力=40kPa

hi:土层厚度=1m

Pr:桩尖土极限承载力=312kN

假设极限位移0.006m

桩尖土弹簧系数：k=Pr/0.006=52000

每米土层桩侧摩阻力：P=U/2*1*40=78.6

桩侧土弹簧系数：k=P/0.006=13100

但是现在要用塑性杆模拟，杆件截面A=0.1m2 L=0.1所以弹性模量E=k=13100 塑性屈服应力=P/A=786kN/m2

截面则用数值定义为A=0.1即可材料：

4 开始建立模型：

选择所有偶数号的节点: 节点复制

选取新建节点，单元扩展：

然后约束所有杆件的j节点选取新建节点

桩尖弹簧设定：

选取桩尖节点,先删除此处的z方向约束.然后加节点弹簧

最后不要忘了把弹簧单元和相应的桩单元刚性连接这是节点编号的规律

在excel中：

把选中的数据copy到notepad，然后打开mct命令窗口，输入：*rigidlink 然后copy 按运行

5、设定非线性分析选项

zz为自重工况，默认只有一个工况，这个目的是建立初始迭代状态，不是必须的。

工况1就是前面的外力荷载了，分10步加载，点生成默认荷载系数

然后就开始运行！

反力

注意到桩侧土<78.6 桩尖<312所以满足承载力的要求

修改N力=3000

明显桩侧土都达到了极限，桩尖》312，所以不满足！

结论：如果想详细模拟轴向力与位移的变化，用塑性材料是必须的，才能比较正确模拟出桩受力到破坏的全过程位移，而且比本例子更进一步，桩尖弹簧最好也模拟为塑性杆尖（带强化）。但是，不超过极限的情况下，桩侧摩阻力变化不大，如果只想判断是否满足承载极限，那么实际上无须使用太多的桩侧弹簧，而且也不必设定为塑性材料。从而大大节省计算时间，结果也能满足设计需要。

本例子中的桩身内力计算结果是比较准确的，完全可以代替麻烦的查表计算，而且计算过程还是比较快速的，对于多排桩，群桩内力计算，更是方便快速，避免了手算的人为的错误。

在6孔20的弯梁桥计算中介绍了利用EXCEL ,能不能具体介绍一下是怎么把EXCEL中的数据弄到midas 中的?

如果你看了我前面的文章的话就知道了：选择节点后，用“”节点详细信息“打开表格方式，然后copyExcel中的数据粘贴到midas