[發(fā)明專利]一種架空式樁板結(jié)構(gòu)的三維靜力計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010182482.2
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111539051B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳邵海;周波;褚宇光;李安洪;姚裕春;張建文;王智猛;邱永平;肖朝乾;姚南;鄭永飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 王波

1.一種架空式樁板結(jié)構(gòu)的三維靜力計(jì)算方法，其特征在于，包含以下步驟：

S1.基于擬定的樁板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立樁板結(jié)構(gòu)三維靜力模型；

S2.將載荷參數(shù)輸入所述樁板結(jié)構(gòu)三維靜力模型，輸出樁板結(jié)構(gòu)的變形結(jié)果和受力結(jié)果；

S3.對所述變形結(jié)果和受力結(jié)果進(jìn)行校核，確定樁板結(jié)構(gòu)的最終結(jié)構(gòu)參數(shù)；其中，

步驟S1具體包含以下步驟：

S11.基于擬定的樁板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立三維結(jié)構(gòu)單元模型；

S12.將樁板結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)添加至所述三維結(jié)構(gòu)單元模型中；

S13.將樁板結(jié)構(gòu)的邊界條件參數(shù)添加至所述三維結(jié)構(gòu)單元模型中，形成所述樁板結(jié)構(gòu)三維靜力模型；

所述三維結(jié)構(gòu)單元模型包括：

將樁板結(jié)構(gòu)的承載板劃分成若干個(gè)板單元，并以此建立承載板結(jié)構(gòu)模型，其中，所述承載板用于支撐軌道結(jié)構(gòu)；

在所述承載板上軌道中心對應(yīng)的板單元節(jié)點(diǎn)建立輔助梁單元；

將托梁和樁基劃分成若單個(gè)三維梁單元，并基于所述三維梁單元、托梁和樁基的空間位置和幾何尺寸，建立托梁結(jié)構(gòu)模型和樁基結(jié)構(gòu)模型；

將巖土體簡化成彈簧單元，根據(jù)樁土之間的相對關(guān)系確定彈簧的作用點(diǎn)位置建立巖土體彈簧單元；

步驟S3具體為：引入變形限值sf對所述變形結(jié)果s進(jìn)行校核，且引入樁基容許軸力Nf對受力結(jié)果N進(jìn)行校核：

若s≤sf，且N≤Nf，將擬定的樁板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)作為樁板結(jié)構(gòu)的最終結(jié)構(gòu)參數(shù)；

若s＞sf和/或N＞Nf，調(diào)整擬定的樁板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并重復(fù)步驟S1-S3，直至滿足s≤sf，且N≤Nf，得到樁板結(jié)構(gòu)的最終結(jié)構(gòu)參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種架空式樁板結(jié)構(gòu)的三維靜力計(jì)算方法，其特征在于，位于樁基頂?shù)娜S梁單元與相對應(yīng)的托梁三維梁單元共用節(jié)點(diǎn)，托梁與承載板之間通過多個(gè)彈性連接單元進(jìn)行連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種架空式樁板結(jié)構(gòu)的三維靜力計(jì)算方法，其特征在于，所述輔助梁單元的截面寬和截面高均小于或者等于所述承載板厚度的1/3。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種架空式樁板結(jié)構(gòu)的三維靜力計(jì)算方法，其特征在于，所述載荷參數(shù)包括恒載、活載和附加載荷。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種架空式樁板結(jié)構(gòu)的三維靜力計(jì)算方法，其特征在于，所述活載包括：

基于列車荷載圖示得到的列車豎向靜活載；

基于所述列車荷載圖示和動力系數(shù)得到的列車豎向動力荷載。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種架空式樁板結(jié)構(gòu)的三維靜力計(jì)算方法，其特征在于，所述活載通過移動載荷方式輸入至所述樁板結(jié)構(gòu)三維靜力模型中。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種架空式樁板結(jié)構(gòu)的三維靜力計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟S2具體為：

S21.將載荷參數(shù)輸入所述樁板結(jié)構(gòu)三維靜力模型，得到樁板結(jié)構(gòu)在單載荷效應(yīng)下的變形結(jié)果和受力結(jié)果；

S22.將單載荷效應(yīng)下的變形結(jié)果和受力結(jié)果進(jìn)行線性組合，得到樁板結(jié)構(gòu)的變形結(jié)果和受力結(jié)果。