一种用于地基对基础底板边界约束的数值模拟分析方法技术

本发明专利技术涉及一种用于地基对基础底板边界约束的数值模拟分析方法。采用本发明专利技术提供的方法，通过在每一个基础底板单元节点处施加两个水平向的非线性摩擦弹簧单元和一个竖向的线性弹簧单元，优化了数值模拟中地基对厂房基础底板的边界约束方法，并通过计算摩擦弹簧单元的弹簧刚度和极限承载力、分析基础底板应力来确定基础底板配筋；达到了温度、收缩工况下，对于地基与基础底板之间的受力状态的实现更符合实际情况的目的，从而有效降低了基础底板配筋量。本发明专利技术提供的方法能够应用于核化工项目核安全厂房的数值计算分析设计中，对于厂房基础底板的设计具有通用性，可以为核化工项目中的厂房基础底板的安全、适用及经济性奠定基础、提供思路。提供思路。提供思路。

【技术实现步骤摘要】
一种用于地基对基础底板边界约束的数值模拟分析方法


[0001]本专利技术属于建筑结构的设计领域，涉及一种用于地基对基础底板边界约束的数值模拟分析方法。

技术介绍

[0002]基础的结构设计对于厂房结构设计非常重要，需要考虑的荷载项目也很多，如地震，温度荷载，收缩徐变等等。如果基础筏板的约束条件按照以往压缩弹簧的计算方法，对于筏板基础尺寸及厚度较大的厂房结构，温度和收缩徐变工况往往起控制作用。而由收缩徐变产生的作用力，和温度相同，约束越大，产生的内力就会越大，此外筏板尺寸越大越厚，产生的应力也会越大，甚至在荷载组合中起控制作用。对于厂房中整体大底板这种结构构件，需要同时考虑施工的可行性、经济性和安全性，这就使得基础底板的结构设计成为难点。
[0003]传统方法中，在采用有限元软件计算时，基础底板主要通过竖向弹簧和两个水平向弹簧模拟现实地基对基础底板的约束，其中三个方向的弹簧均为线性弹簧。水平线性弹簧刚度会影响收缩徐变和温度效应下底板内力的分布。收缩徐变和温度作用下，混凝土结构整体收缩，但是地基对基础底板的水平约束使得基础底板受拉，这个约束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于地基对基础底板边界约束的数值模拟分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、确定基础底板边界约束方法，所述约束方法为在每个基础底板单元节点处，施加两个水平向摩擦弹簧单元和一个竖向线性弹簧单元；S2、计算所述摩擦弹簧单元的弹簧刚度k；S3、计算所述摩擦弹簧单元的极限承载力；S4、分析基础底板应力，确定所述基础底板配筋。2.根据权利要求1所述的一种用于地基对基础底板边界约束的数值模拟分析方法，其特征在于，所述线性弹簧单元为垂直于筏板的弹簧，所述线性弹簧单元的方向对应笛卡尔坐标系下的Z向；所述摩擦弹簧单元包括平行于外墙的弹簧，两个所述摩擦弹簧单元的方向分别对应笛卡尔坐标系下的X、Y向。3.根据权利要求1所述的一种用于地基对基础底板边界约束的数值模拟分析方法，其特征在于，所述摩擦弹簧单元为弹簧、弹簧滑块的串联结构。4.根据权利要求1所述的一种用于地基对基础底板边界约束的数值模拟分析方法，其特征在于，所述摩擦弹簧单元为一维压缩单元，具有轴向受力能力。5.根据权利要求1所述的一种用于地基对基础底板边界约束的数值模拟分析方法，其特征在于，所述摩擦弹簧单元的弹簧刚度k为非定值；所述摩擦弹簧单元的本构关系如下：1)当F1＜－f1时，k＝0，F1＝－f1，此时所述弹簧滑块发生滑动；轴向形变
△
增大时，F1＝－f1保持不变；2)当－f1≤F1＜0时，k为定值，轴向变形
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越大则F1越大，且F1＝k
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△
；3)当0＜F1≤f1时，k为定值，轴向变形
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越大则F1越大，且F1＝k
·
△
；4)当f1＜F1时，k＝0，F1＝f1，此时所述弹簧滑块发生滑动；轴向形变
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增大时，F1＝f1保持不变；其中，所述F1为弹簧力，所述f1为极限滑动力。6.根据权利要求1～5中任一项所述的一种用于地基对基础底板边界约束的数值模拟分析方法，其特征在于，所述摩擦弹簧单元的弹簧刚度k的计算方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敏，杨建华，孔庆勋，赵常鑫，费彩会，王东旭，刘秀丽，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：