柱下条形基础内力分析报告.docVIP

《高等基础工程学》 大作业 姓 名： 学 号： 院 系： 土木工程与力学学院 专 业： 结构工程 任课教师： 导师签名： 提交时间： 分 数： 湘潭大学 二零一六年六月 2015级结构工程、建筑与土木工程专业 《高等基础工程学》大作业 题目1 5m5m 5m 5m 5m 1m 0.5m 622kN 311kN 622kN 300kN 16.5m 参考该书第8章的6种解题方式，选取其中任意两个解题方法做比较分析。可选计算软件包括MATLAB、Mathematica、编程语言和有限元软件，作图软件可选Excel或Origin。计分方法如下： （1）所选解法中包括温克尔地基梁法或链杆法，起评分80分； （2）所选解法中包括有限差分法或有限单元法，起评分90分； （3）其它情况起评分70分。 （4）不能同时选择“倒梁法”和“静力平衡法”，否则不及格。 题目2 根据《高等基础工程》（罗汀）的【例题7-4】（m法）、【例题7-5】（弹性支点法）和【例题7-6】（弹性地基杆系有限单元法），利用有限单元法计算多支撑深基坑支护体系变形和内力，并与【例题7-4】、【例题7-5】和【例题7-6】（中的某一种方法的结果进行比较分析。可选计算软件包括MATLAB、Mathematica、编程语言和有限元软件，作图软件可选Excel或Origin。起评分90分。 题目1和题目2任选一题，多选无效。 作业最后成果和格式要求 （1）大作业一人一份，字数不限，除封面外要求双面打印。 （2）大作业封面格式需简单明了。封面内容包括：题目、姓名、学号、院系、专业、指导老师、导师签名、时间。 （3）大作业封二为“本文” （4）封面和封二都不需要页码，正文需在页面右下角标注数字页码。 （5）大作业的正文格式参照《湘潭大学自然科学学报》的排版模式，不需要英文摘要、中英文姓名、中英文单位和参考文献。 （6）命令流需要进行必要的编辑和注释，严禁照抄“log”文档。 作业的验收方式和截止时间 作业验收包括两个内容：（1）大作业文本；（2）在电脑上进行命令流演示讲解。 2016年7月7日，可提前交作业。封面上时间需是交作业的时间。逾期不交按不及格。 柱下条形基础内力分析 摘要：柱下条形基础内力的分析方法有静力平衡法、倒梁法、弹性地基梁法、链杆法、有限差分法和有限单元法等，我们可以根据上部结构、基础的刚度采用相适应的设计计算方法。本文将针对某柱下条形基础的内力分析问题，采用静力平衡法和有限单元法分别绘制出该柱下条形基础的弯矩图、剪力图及地基反力图，以对比这两种方法的计算结果，并做出了简要评价。 关键词：柱下条基;静力平衡法;MATLAB;有限单元法;ABAQUS 1 问题描述 5m5m5m1m0.5m622kN 5m 5m 5m 1m 0.5m 622kN 311kN 622kN 300kN 16.5m 图1 受力简图 本文拟选用静力平衡法和有限单元法进行该柱下条形基础的内力分析，绘制出其弯矩图、剪力图及地基反力图。其中，静力平衡法采用MATLAB编程求解，有限单元法则采用ABAQUS有限元软件建模分析，最后将这两种方法的计算结果进行比较分析。 2 静力平衡法 静力平衡法只考虑了基础与地基之间的静力平衡条件而忽略了梁的变形与地基沉降相等的变形协调条件。因此，静力平衡法作为一种实用简化法，其适用于柱荷载比较均匀且柱距相差不大、基础与地基相对刚度较大以至于可以忽略柱下不均匀沉降而假定基底反力按线性分布的情况。 本文MATLAB编程代码如下，并附有相应的注释。 X=[0;1;6;11;16;16.5]; P=[0;311;622;622;300;0]; R=sum(P); %求地基梁所受合力 M=0; %求地基梁所受合力矩 for i=2:1:5; A=P(i)*(X(i)-X(6)/2); M=M+A; end p_min=0.7*(R/(0.7*16.5)-6*M/(0.7*16.5*16.5)); %计算基底静反力的最小值 p_max=0.7*(R/(0.7*16.5)+6*M/(0.7*16.5*16.5)); %计算基底静反力的最大值 x=0:0.1:16.5; %创建计算点坐标数组 for i=1:length(x); %求线性分布的基底反力 p_l(i)=(p_max-p_min)/16.5*x(i)+p_min; end; plot(x,p_l); %绘制地基反力图 set(gca,YDir,reverse); %纵坐标轴向下为正 hold on;