混凝土刚性基础受力的有限元分析

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工程中对刚性基础的设计往往是通过《地基基础设计规范》GB50007-2002中刚性基础台阶宽高比的允许值来考虑的。实际上,基础与地基的相互作用以及材料的非线性等问题使得刚性基础的受力情况复杂化。目前,对刚性基础的受力分析由于受到计算理论和计算条件的限制,多是凭简化的公式和工程经验得出,因此有待进一步的研究。 有限单元法的出现和发展为岩土工程分析提供了更好的分析方法。本文将用有限元的方法来分析刚性基础的受力机理并对其设计理论作进一步研究。采用Visual C++6.0编制了面向对象的有限元分析程序OOPFE(Object-Oriented programming of finite element),利用大型的有限元分析软件ANSYS的前处理程序快速形成供计算程序使用的数据文件,用VC++语言编制相应地后处理程序。建立了平面八结点等参单元-曲边六结点接触面单元相耦合的数值计算模型,在程序中体现了材料的非线性,分析中地基土体采用邓肯-张模型,基础混凝土采用Ottosen模型。 利用自编程序OOPFE,ANSYS软件和规范方法对混凝土刚性基础进行受力分析。主要研究内容为基础内力分析,基底反力分析,以及对混凝土刚性基础台阶宽高比允许值的进一步探讨。 实例研究表明,本文自编的有限元程序OOPFE是可行的,其运算结果比较令人满意,具有一定的实用价值。
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