【技术实现步骤摘要】
本专利技术建筑工程的建筑结构，尤其是涉及一种基于zsoil岩土数值软件的地下结构抗震精细化建模三维时程分析方法。
技术介绍
1、随着城市cbd的发展，越来越多的新建建筑物要求综合考虑地下交通枢纽、商业和办公，简称交通枢纽型城市综合体。这类建筑物中，纵横交错的地铁线及地铁站须完全嵌入到下空间开发中来，传统的地铁地下结构抗震分析已无法满足设计的需求，且传统数值三维计算只考虑部分结构模型，忽略了整体性以及构件的精准度。此时三维时程抗震分析尤其是能综合考虑岩土本构和结构单元的地下结构抗震精细化建模三维时程分析方法，为设计师带来了更多的解决方案。
2、zsoil岩土数值软件由瑞士联邦理工学院（swiss federal institute oftechnology in lausanne）开发的，此岩土数值软件提供了解决土力学和岩石力学、地下结构、基坑开挖、土—结构相互作用、地下水、地震动力和温度分析的统一方法。
3、zsoil地层信息可以通过“continumn 3d”或者 “borehole”两个模块来输入，“borehole”模块更适合于地层起伏不均匀且需要多个钻孔来定位起伏地层的场地。zsoil中桩单元由三部分组成：桩体本身用beam单元来模拟，包括对模量及尺寸参数的定义；桩的侧摩阻力及桩端阻力通过“pile interface”及 “pile foot interface”单元分别模拟。zsoil中结构构件部分：基础底板、楼板和墙结构采用shell单元；柱子和梁，采用beam单元；结构单元参考线最初可以通
4、zsoi具备多种经典岩土本构模型供用户选用，地下结构抗震三维时程分析方法中岩土本构模型选用的是小应变土体硬化模型hss（the hardening soil model withsmall-strain stiffness）。zsoil 根据刚性基础模型和柔性基础模型分别提供了自由场边界和drm边界(domain reduction method)供动力研究分析，其中drm边界计算方法的主要目的是分析结构与相邻小范围地基土的计算模型。
5、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于zsoil岩土数值软件的三维地下结构抗震分析方法，以解决现有技术中存在的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种基于zsoil岩土数值软件的地下结构抗震精细化建模三维时程分析方法，包括如下步骤：
4、s1、根据地勘报告提供的岩土层物理力学参数，基于设计经验，将参数转化为hss小应变硬化土本构模型所需岩土层参数；
5、s2、根据结构模型尺寸，确定抗震计算分析的岩土层尺寸，即长×宽×高；
6、s3、根据地勘报告提供的地层剖面图，基于zsoil软件“boreholes”模块或者“continumn 3d”模块进行全部钻孔信息输入；
7、s4、设置三维地下结构抗震计算分析的动力边界；
8、s5、根据提供的地震波参数选取地震波输入位置，及地震波相应的折减系数；
9、s6、计算场地地面波是否与安评报告一致，判断s5的地震波折减系数是否合理；
10、若判断结果为否，则返回步骤s5；
11、若判断结果为是，则执行步骤s7；
12、s7、根据结构模型，在zsoil岩土数值软件中，建立精确的包括板、梁、柱的结构模型；
13、s8、根据桩基础平面布置、桩顶绝对标高、桩型，在zsoil中建立独立的桩基础模型，再导入整体结构模型；
14、s9、计算分析，提取层间最大位移差和弹性位移角，以及结构构件弯矩、轴力和剪力；
15、s10、利用最终的三维地下结构抗震分析结果，发布地下抗震工程专项设计报告；
16、s11、在“existence functions”模块中，定义阶段性施工步骤；
17、s12、在“materials definition”模块中，根据结构图纸定义结构构件材料属性；
18、s13、基于zsoil模型拼接功能、建模便利性及“nodal link”节点耦合模块，地下抗震模型由内向外分为地下室区域和抗震影响区域两部分，由上向下分为地下室区域、桩基础、抗震影响区域，依据建模便利性会分为5~6模型，最后进行拼接；
19、s14、判断初步基于zsoil岩土数值软件的三维地下结构抗震分析计算结果是否满足各专业设计要求：
20、若判断结果为否，则将结果反馈给结构工程师，并基于优化后的结构模型返回步骤s7调整结构构件尺寸；
21、若判断结果为是，则执行步骤s10。
22、优选地，在s6步骤前设置有如下步骤：
23、在“drivers”模块中，定义施工步数及抗震计算步数；并在“control”模块中定义求解器及计算精度，同时针对抗震计算定义瑞利阻尼因子；此步骤完成；
24、在“load functions”模块中定义结构面荷载及地震波，s5和s6步骤中涉及的折减系数通过“scale values by factor”实现；抗震分析还需要在“seismic input”模块中定义基础模型属性。
25、优选地，步骤s7包括：
26、s71: 各层结构图纸简化为线及曲线，合并每层结构信息为一张图纸，将初步的结构网格线，在各线交点处做打断处理，对于曲线部分降阶为直线段，作为用于计算的结构线模，并导出为dxf格式；
27、s72: 在zsoil数值软件中导入，首先建立带有虚拟网格的参考面，其次，生成基础底板以上各层实体，基于结构平面图，在实体面上建板，线上建梁柱；
28、s73:根据每层结构图纸，考虑面荷载，荷载取值在“load functions”模块中定义。
29、采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
30、本专利技术提供一种基于zsoil岩土数值软件的地下结构抗震精细化建模三维时程分析方法，能解决传统数值三维计算中无法精细化及整体地下结构建模（忽略了结构单元刚度对三维时程分析的影响）及对模型尺寸的限制问题，解决大型枢纽结构地下结构抗震精细化建模三维时程分析且根据分析更加有效的确保结构的安全性和经济性。
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1.一种基于ZSOIL岩土数值软件的地下结构抗震精细化建模三维时程分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于ZSOIL岩土数值软件的三维地下结构抗震分析方法，其特征在于，在S6步骤前设置有如下步骤：
3.根据权利要求1所述的的基于ZSOIL岩土数值软件的三维地下结构抗震分析方法，其特征在于，步骤S7包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于zsoil岩土数值软件的地下结构抗震精细化建模三维时程分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于zsoil岩土数值软件的三维地下结...
【专利技术属性】
技术研发人员：王媛，李伟强，宋捷，张靖一，
申请(专利权)人：北京市建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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