ENCEPADOS DE PILOTES

 

 

本单元旨在检查不同类型桩承台的工作性能，同时还可对桩进行合理设计。共有三种可能性：

 

·         多边形桩承台

·         矩形桩承台

·         荷载试验

 

生成的模型将组合成一系列已定义的组件，便于后续操作。

 

 

ENCEPADOS POLIGONALES

 

此类桩承台具有以下特征：

 

·         圆形或正多边形承台板。

·         所有桩均应为圆形且具有相同的特性。

·         结构将承受位于承台板中心的圆形或矩形柱传递的荷载、自重，以及可能施加于整个承台板上的均布附加荷载。

·         地基土可由一个或多个水平土层组成，每个土层可以是砂土或黏土。

·         承台板采用 SHELL43 单元进行建模，桩采用 BEAM4 单元进行建模。

·         桩土摩擦、端承效应以及水平地基反力（即土体对桩的作用）采用 LINK8 单元进行模拟，并启用塑性选项，以模拟达到极限承载力值的情况。

·         整体配筋可采用以下两种方式：

o   刚性桩承台。 在这种情况下，采用用户手册中介绍的拉压杆模型法。

o   柔性承台。 在这种情况下，用户可以选择 Wood-Armer 方法或 CEB-FIP 模型规范方法。

 

 

数据输入

 

用于设计此类桩承台的窗口由一系列部分组成，这些部分通过顶部的选项卡标示：

 

• 几何 (几何形状)
• 荷载 (荷载)
• 配筋 (配筋)
• 地基土 (Soil)
• 配置 (配置)
• 求解 (求解)
• 计算 桩长 (calculate length)

 

数据输入过程简单，可通过这些选项卡展开的界面，在程序引导下完成。

将光标置于相应输入框上时，会显示每个参数或待输入数据的含义，但建议用户阅读理论手册，以便更好地理解程序所执行的操作。

 

注意：如果下拉框中出现标记 ND>，则表示该值未正确定义： 

 

 

 

 

下面列出程序向用户显示的数据输入界面。

 

 

几何形状

 

在第一个选项卡中定义底板的几何形状、桩数等。

 

 

 

单击按钮预览 将打开以下窗口：

 

 

荷载

 

在第二个选项卡中定义作用于承台上的荷载（力和力矩、均布压力、荷载类型等）。

 

 

 

配筋

 

此选项卡包含配筋类型的控制变量。

 

根据选择采用刚性承台还是柔性承台，该选项卡会相应改变。

 

 

 

 

地基

 

为完成模型定义，需要选择底板所在的分层地基，并定义一系列附加参数。

 

 

 

配置

 

配置参数包括网格控制（网格参数）以及迭代容差和收敛性控制（收敛）。可以使用“Default values”按钮输入默认值。

 

 

 

求解

 

在此选项卡中可以获得设计结果。

 

 

按钮“加载 Ansys 结果”用于加载之前通过单击按钮求解.

 

按钮“桩 强度曲线”在 Ansys 中显示桩的强度曲线。 为此，必须先通过“按钮加载结果加载 Ansys 结果”.

 

 

计算桩长 (CALCULATE LENGTH)

 

在主窗口中按下按钮 计算长度，CivilFEM 将根据所选材料、荷载和地基土对所需桩长进行 初步设计。

 

通过更改窗口中的参数，可以根据需要反复计算该长度。确定所需长度后，只需按下按钮 应用 并退出 以应用更改。

 

 

 

参数说明

 

 

几何选项卡 (GEOMETRY)

 

HeightEn	承台顶面的 标高。
HeightPil	桩头的 标高。
RadPol	承台的 半径。
RadPil	桩布置圆的 半径。
NumPil	桩的 数量。
LenPil	桩的 长度。
DiaPil	桩的 直径。
板类型	板的类型 （圆形或多边形）。
WidPla	板的 厚度。
柱 截面形状类型	柱的类型 （圆形或矩形）。
X	柱的 X 向尺寸。（柱为矩形时）。
Y	柱的 Y 向尺寸。（柱为矩形时）。
直径	柱的直径。（柱为圆形时）。
MatSh	板材 材料。
MatPil	桩的 材料。
MatRein	配筋 材料。

 

 

荷载选项卡（LOADS）

 

GammaF	桩上轴力的 放大系数。
Fx	力的 X 分量。
Fy	力的 Y 分量。
Fz	力的 Z 分量。
Mx	弯矩的 X 分量。
My	弯矩的 Y 分量。
Mz	弯矩的 Z 分量。
AcelX	以重力加速度分数表示的 加速度 X 分量。
AcelY	以重力加速度分数表示的 加速度 Y 分量。
AcelZ	以重力加速度分数表示的 加速度 Z 分量。
Qslab	作用于楼板的 压力。
	结构 限位块

 

 

配筋选项卡（REINFORCEMENT）

 

配筋 方法。（配筋方法）

-          刚性桩围檩 （撑杆和系杆）。刚性配筋，撑杆和系杆法。

-          CEB 方法。CEB 方法。

-          Wood-Armer 方法。 Wood-Armer 方法。

配筋 形状。（配筋形式）

-          圆形。

-          多边形。

有支撑的	支撑 钢筋。
配筋 桩	配筋 桩。
SlCov	板的 保护层
PilCov	桩的 保护层
FacArs	由主筋 计算次筋的系数
FacAsu	由主筋 计算顶部钢筋的系数
k1	提供压杆轴向承载力的 系数。
k2	钢材计算应力的除数系数（默认值为 0.92）。
k3	用于计算钢筋绑扎箍筋的 系数。

 

 

土层选项卡 (SOIL)

 

Ueth	土层 编号。
Name	土层 名称。
Nlayer	土层 层数。
层	选定的 土层。
Mat	选定土层的 材料。
厚度	土层 厚度。
HeifhtT	土层 标高。
方法	水平地基反力系数的 计算方法。
HBM	水平地基反力系数的 数值。
群桩 效应	群桩 效应。
用户 自定义	由用户定义的群桩效应 系数
l	无量纲系数，在黏土中取 1，在砂土中取 >1
fs	每个土层的 fs 值。
fs*	考虑群桩效应时每个土层的 fs 值。
Ncb	地基承载力 系数
hs	桩身沉降群效应系数
fp	fp 值。桩端弹簧。
fp*	fp 值。桩端弹簧。已应用群效应。
hp	桩端沉降群效应系数
g	变形系数。
Ws	桩身最大位移，
Ws*	考虑群效应时桩身最大位移。
hs	桩身沉降群效应系数
	沉降系数。
Wp	桩端最大位移。
Wp*	考虑群效应时桩端最大位移。
hp	桩身沉降群效应系数
C	黏聚力。
f	内摩擦角。
NSPT	SPT 试验击数。
	单轴抗压强度。

 

 

配置选项卡 (CONFIGURATION)

 

DivH	板中水平分格的尺寸。
DivV	桩中垂直分格的尺寸。
Psi	弹簧的 Et/E 系数。
a	板有效高度的放大系数。
	黏性土黏聚力的限值。
	黏性土内摩擦角的限值 
CNVU	位移收敛准则。
CNVF	力收敛准则，
CNVM	弯矩收敛准则。
a1	Delft 被动土压力系数。
a2	Delft 主动土压力系数。
a3	Delft 安全系数。
土类型	Delft 土类型。

 

 

解算选项卡（SOLUTION）

 

MaxAxial	桩的最大受压轴力。
MaxShear	桩的最大剪力。
MaxBending	桩的最大弯矩。
NpiH	桩身混凝土承受的轴力。
NpiS	桩身钢筋应承受的轴力。
AsPil	桩中轴力+弯曲钢筋。
AsPilS	桩中的抗剪钢筋。
AsPl	主筋中的钢筋。
AsSL	次筋中的钢筋。
AsSu	上部钢筋中的钢筋。
Asu	主筋中的箍筋。
StrutA	压杆的投影截面。
NS	压杆上的轴力。
StrutStr	压杆的轴向承载力。
WidPla	所需板的最小厚度。

 

 

桩长计算窗口（CALCULATE LENGTH）

 

Coeficientes Eta  - Subsidencia (Eta 系数 - 沉降)

hs	桩身沉降系数 Eta。
hp	桩端沉降系数 Eta。

 

Coeficientes Eta  - Asientos (Eta coefficients - Settlement)

hs	桩身沉降系数 Eta。
hp	桩端沉降系数 Eta。

 

安全系数（Security Factors）

Fs	桩身安全系数。
Fp	桩端安全系数。
Fl	荷载安全系数。

 

预设计结果（Predesign results）

LenPil

合成长度

 

 

COMANDOS RELACIONADOS:

~GTPD

 

 

 

ENCEPADOS RECTANGULARES

 

此类承台具有以下特征：

 

·         矩形板。

·         所有桩必须为圆形，并具有相同的特性。

·         柱必须为矩形，并可设置在板的任意位置

·         结构将承受由柱传递的荷载、自重以及可能作用于整块板上的均布附加荷载。

·         地基土可由一个或多个水平土层组成，每个土层可以是砂土或黏土。

·         板采用 SHELL43 单元模拟，桩采用 BEAM4 单元模拟。

·         与地基土之间的摩擦、桩端效应以及水平地基反力（即地基土对桩的反力）采用 LINK8 单元模拟，并启用塑性选项，以模拟达到极限抗力值的情况。

·         整体配筋可采用以下两种方案：

o   刚性承台。 在这种情况下，采用用户手册中介绍的拉压杆模型法。

o   柔性承台。 在这种情况下，用户可以选择 Wood-Armer 方法或 CEB-FIP 模型规范方法。

 

 

数据输入

 

数据输入方式与前一种情况类似，通过屏幕并在程序引导下完成。

将光标置于相应输入框上时，会显示每个参数或待输入数据的含义；但建议用户阅读该工具的用户手册，以便更好地理解程序所执行的操作。

 

注意：如果下拉框中出现 ND> 标记，表示该值定义不正确：

 

 

 

此类承台的设计窗口包含以下部分，由顶部的选项卡标示：

 

• 几何（几何)
• 荷载 （荷载)
• 配筋（配筋)
• 地基土（Soil)
• 配置（配置)
• 解（ （计算结果)
• 计算桩长

 

下面列出程序向用户显示的数据输入界面。

 

 

几何

 

在第一个选项卡中定义板的几何尺寸、桩数等。

 

 

单击按钮预览可打开以下窗口：

 

 

 

荷载

 

基础上的荷载在第二个选项卡中定义（力和力矩、均布压力、荷载类型等）。

 

 

 

配筋

 

此选项卡包含配筋类型的控制变量。

 

 

 

地基

 

要完成模型定义，必须选择板所在的分层地基，并定义一系列附加参数。

 

 

 

配置

 

配置参数包括网格控制（网格参数）以及迭代容差和收敛控制（收敛).

可以通过“按钮输入默认值默认 值”.

 

 

 

计算结果

 

在此选项卡中可以获取设计结果。

 

 

“按钮加载 Ansys 结果”用于加载程序先前通过按下按钮获得的结果求解.

 

按钮“桩 强度图”在 Ansys 中显示桩的承载力曲线。 为此，必须先通过按钮“荷载 Ansys 结果”.

 

 

计算桩长 (CALCULATE LENGTH)

 

在主窗口中按下按钮 计算长度，CivilFEM 将根据所选材料、荷载和地基土对所需桩长进行 初步设计。

 

通过更改窗口中的参数，可以根据需要任意次数地计算该长度。确定所需长度后，只需按下按钮 应用 并退出 以应用更改。

 

 

 

参数说明

 

 

几何图形选项卡（GEOMETRY)

 

HeightEn	承台顶面的 标高。
HeightPil	桩顶的 标高。
WidPla	板的 厚度。
LenPil	桩的 长度。
DiaPil	桩的 直径。
Npx	X 方向的 桩数。
Npy	Y 方向的 桩数。
UniformXgap	沿 X 轴方向桩之间的 均匀间距。
UniformYgap	沿 Y 轴方向的桩间 均匀间距。
柱 几何尺寸	柱的 几何尺寸。
XWide	沿 X 轴方向的 柱宽。
YWide	沿 Y 轴方向的 柱宽。
Xpos	沿 X 轴方向的 柱位置。
YPos	沿 Y 轴方向的 柱位置。
DextL	按图示，板左侧的 悬挑长度。
DextR	按图示，板右侧的 悬挑长度。
DextB	按图示，板上侧的 悬挑长度。
DextT	按图示，板下侧的 悬挑长度。
MatSh	板的 材料。
MatPil	桩的 材料。
MatRein	钢筋 材料。

 

 

荷载选项卡 (LOADS)

 

GammaF	桩上轴力的 放大系数。
Fx	力的 X 分量。
Fy	力的 Y 分量。
Fz	力的 Z 分量。
Mx	弯矩的 X 分量。
My	弯矩的 Y 分量。
Mz	弯矩的 Z 分量。
AcelX	重力加速度分量 X。
AcelY	重力加速度分量 Y。
AcelZ	重力加速度分量 Z。
Qslab	板上的 压力。
	结构 限位

 

 

钢筋选项卡（REINFORCEMENT)

 

配筋 方法。（配筋方法）

-          CEB 方法。CEB 方法。

-          Wood-Armer 方法。 Wood-Armer 方法。

 

有支撑	支撑 钢筋。
配筋 桩	配筋 桩。
SlCov	板 保护层
PilCov	桩 保护层

 

 

地基选项卡（SOIL)

 

Ueth	地基编号。
Name	地基 名称。
Nlayer	地基 土层数。
层	选定的 土层。
Mat	选定土层的 材料。
厚度	土层 厚度。
HeifhtT	土层 标高。
方法	水平地基反力系数的计算方法。
HBM	水平地基反力系数值。
群效应	群效应。
l	无量纲系数，在黏土中取1，在砂土中取>1
fs	每个土层的 fs 值。
fs*	考虑群效应时每个土层的 fs 值。
Ncb	承载力系数
hs	桩身沉降群效应系数
fp	fp 值。桩端弹簧。
fp*	fp 值。桩端弹簧。应用群效应后。
hp	桩端沉降群效应系数
g	变形系数。
Ws	桩身最大位移，
Ws*	考虑群效应时桩身最大位移。
hs	桩身沉降群效应系数
d	沉降系数。
Wp	桩端最大位移。
Wp*	考虑群效应时桩端最大位移。
hp	桩身沉降群效应系数
C	黏聚力
f	内摩擦角。
NSPT	SPT试验击数。
	单轴抗压强度

 

 

配置选项卡（CONFIGURATION)

 

DivH	板中水平分 divisions 的尺寸。
DivV	桩中竖向分 divisions 的尺寸。
Psi	弹簧的 Et/E 系数。
a	用于乘以板有效厚度的系数。
	黏性土黏聚力的限值。
	黏性土内摩擦角的限值。
CNVU	位移收敛准则。
CNVF	力收敛准则，
CNVM	弯矩收敛准则。
a1	Delft被动土压力系数。
a2	Delft主动土压力系数。
a3	Delft安全系数。
土类型	Delft土类型。

 

 

求解选项卡（SOLUTION)

 

MaxAxial	桩中最大受压轴力。
MaxShear	桩中最大剪力。
MaxBending	桩中最大弯矩。
NpiH	桩身混凝土承受的轴力。
NpiS	桩身钢筋应承受的轴力。
AsPil	桩中轴力+弯曲钢筋。
AsPilS	桩中的抗剪钢筋。

 

 

桩长计算窗口（CALCULATE LENGTH)

 

Coeficientes Eta  - Subsidencia (Eta 系数 - 沉降)

hs	桩身沉降系数 Eta。
hp	桩端沉降系数 Eta。

 

Coeficientes Eta  - Asientos (Eta coefficients - Settlement)

hs	桩身沉降系数 Eta。
hp	桩端沉降系数 Eta。

 

安全系数（Security Factors）

Fs	桩身安全系数。
Fp	桩端安全系数。
Fl	荷载安全系数。

 

初步设计结果（Predesign results）

LenPil

所得长度

 

 

COMANDOS RELACIONADOS:

~GTPD

 

 

荷载试验

 

与前述情况不同，在本例中我们仅研究单桩的受力性能，以进行并校核其尺寸设计。其特征如下：

 

·         桩必须为圆形

·         荷载将直接作用于桩上。

·         地基土可由一个或多个水平土层组成，每个土层可以是砂土或黏土。

·         桩采用 BEAM4 单元进行建模。

·         采用 LINK8 单元模拟桩土摩阻、端部效应和水平地基反力（即土体对桩的反作用力），并启用塑性选项，以模拟达到极限承载力时的情况。

 

 

数据输入

 

数据输入方式与前述情况类似，通过程序引导的界面完成。

将光标置于相应输入框上时，会显示每个参数或待输入数据的含义，但建议用户阅读该实用程序的用户手册，以便更好地理解程序所执行的操作。

 

注：如果下拉框中显示标记 ND>，则表示该值未正确定义： 

 

 

 

该实用程序窗口包含以下部分，由顶部的选项卡标示：

 

• 几何（几何)
• 荷载 （荷载)
• 配筋（配筋)
• 地基（Soil)
• 配置（配置)
• 计算结果（计算结果)
• 计算桩长

 

下面列出程序向用户显示的数据输入界面。

 

 

几何

 

在第一个选项卡中定义承台的几何参数、桩数等。

 

 

 

荷载

 

在第二个选项卡中定义作用于承台上的荷载（力和力矩、荷载类型等）。

 

 

 

配筋

 

 在此选项卡中指定钢筋保护层厚度。

 

 

 

地基

 

最后，为了完成模型定义，需要选择板所在的分层土体，并定义一系列附加参数。

 

 

 

配置

 

配置参数包括网格控制（网格参数）以及迭代容差和收敛控制（收敛）。可以使用“Default values”按钮输入默认值。

 

 

 

求解

 

在此选项卡中可以获取设计结果。

 

 

“加载 Ansys 结果”按钮用于加载程序之前按下“求解”.

 

“桩 强度图”按钮在 Ansys 中显示桩承载力图。为此，必须通过“按钮加载结果加载 Ansys 结果”.

 

 

计算桩长 (CALCULATE LENGTH)

 

在主窗口中按下计算长度，CivilFEM 将根据所需的材料、荷载和土体，对桩的所需长度进行预设计。

 

通过更改窗口中的参数，可以根据需要反复计算该长度。获得所需长度后，只需按下按钮应用 并退出以应用更改。

 

 

 

参数说明

 

 

几何选项卡 (GEOMETRY)

 

HeightPil	桩头标高。
LenPil	桩长。
DiaPil	桩径。
MatPil	桩材料。
MatRein	配筋材料。

 

 

荷载选项卡 (LOADS)

 

GammaF	桩上轴力的放大系数。
Fx	力的 X 分量。
Fy	力的 Y 分量。
Fz	力的 Z 分量。
Mx	力矩的 X 分量。
My	力矩的 Y 分量。
Mz	力矩的 Z 分量。
AcelX	以重力加速度分数表示的 X 加速度分量。
AcelY	以重力加速度分数表示的 Y 加速度分量。
AcelZ	以重力加速度分数表示的 Z 加速度分量。
	结构 限位

 

 

钢筋选项卡 (REINFORCEMENT)

 

PilCov

桩的 保护层厚度

 

 

土组选项卡 (SOIL)

 

Ueth	土组 编号。
Name	土组 名称。
Nlayer	土层 数量。
层	选定的 土层。
Mat	选定土层的 材料。
厚度	土层 厚度。
HeifhtT	土层 标高。
方法	水平地基反力系数的 计算方法。
HBM	水平地基反力系数 的数值。
群桩 效应	群效应。
l	无量纲系数，在黏性土中取1，在砂土中取>1
fs	各土层的 fs 值。
fs*	考虑群效应时各土层的 fs 值。
Ncb	承载力系数
fp	fp 值。桩端弹簧。
fp*	fp 值。桩端弹簧。应用群效应后。
g	变形系数。
Ws	桩身最大位移，
Ws*	考虑群效应时桩身最大位移。
d	沉降系数。
Wp	桩端最大位移。
Wp*	考虑群效应时桩端最大位移。
C	黏聚力
f	内摩擦角。
NSPT	SPT 试验击数。
	单轴抗压强度

 

 

配置选项卡 (CONFIGURATION)

 

DivH	板中水平分区的尺寸。
DivV	桩中竖向分区的尺寸。
Psi	弹簧的 Et/E 系数。
a	乘以板有效高度的 系数。
	黏性土的 黏聚力限值。
	黏性土内摩擦角的 限值 。
CNVU	位移 收敛准则。
CNVF	力的 收敛准则，
CNVM	弯矩的 收敛准则。
a1	Delft被动 系数。
a2	Delft主动 系数。
a3	Delft安全 系数。
土类	Delft土 类型。

 

 

求解选项卡 (SOLUTION)

 

MaxAxial	桩的最大 受压轴力。
MaxShear	桩的 最大剪力。
MaxBending	桩的 最大弯矩。
NpiH	桩身混凝土 承受的轴力。
NpiS	桩身钢筋 应承受的轴力。
AsPil	桩中轴力+弯曲钢筋。
AsPilS	桩中的 抗剪钢筋。

 

 

桩长计算窗口 (CALCULATE LENGTH)

 

Coeficientes Eta  - Subsidencia (Eta 系数 - 沉降)

hs	桩身沉降 Eta系数。
hp	桩端沉降系数 Eta。

 

Coeficientes Eta  - Asientos (Eta coefficients - Settlement)

hs	桩身沉降系数 Eta。
hp	桩端沉降系数 Eta。

 

安全系数 (Security Factors)

Fs	桩身安全系数。
Fp	桩端安全系数。
Fl	荷载安全系数。

 

初步设计结果 (Predesign results)

LenPil

合成长度

 

 

COMANDOS RELACIONADOS

~GTPD

 

 

COMPONENTES CREADAS

 

求解后将创建以下组件，可使用构件管理器 Ansys 工具查看：