Optum G2正确设置板单元参数以模拟混凝土受弯桩

Optum G2软件是一款数值分析软件,使用过程中我们经常需要去模拟各种混凝土桩,钢板桩,型钢桩及钢管组合桩等。G2软件可使用排桩和板单元两种结构进行桩的模拟,而排桩主要是受轴向力为主,板单元受横向力(弯矩与剪力) 为主,所以经常我们用排桩去模拟受压的基础桩,而用板单元模拟受弯矩、剪力为主的抗滑桩等。

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模拟抗滑桩

当采用板单元模拟桩时,我们可以选择两种类型的参数设置,此处的设置需要简单的换算,本文将进行举例说明,并明确具体的换算关系,以防弄错。

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A类型模型参数

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B类型模型参数

A、B两种类型的模型参数,可以模拟各种混凝土桩,钢板桩,型钢桩及钢管组合桩等。上面截图与桩截面相关的参数给的都是每延米的数值,也就是真实的截面尺寸换算过后要除以桩间距。下面我们将借助GEO5[抗滑桩设计]或[深基坑支护结构分析]模块来快速获取这些数值。

钢筋混凝土桩(矩形或者圆形)--选A类参数设置

混凝土桩更适合选用A类型的参数设置,这里以A类型为例作说明:

打开抗滑桩设计模块,打开GEO5自带例题Demo 01(C:\Program Files (x86)\Fine\GEO5 2020 Examples China,也可能是其他盘)或者其他任意设计好的源文件。在GEO5的【尺寸】菜单下,设置好桩的尺寸和间距就可以查看A与I每延米的数值。

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混凝土的弹性模型可直接参考以下截图,也可以在【材料】菜单下,选择不同的混凝土等级,查看对于的弹性模量,如下图:

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法向刚度EA(kN/m)=每延米的面积A(m2/m)*弹性模量(MPa)*1000

抗弯刚度EI(kNm2/m)=每延米的惯性矩I(m4/m)*弹性模量(MPa)*1000

重量w(kg/m/m)=容重(KN/m3)*面积(m2)*1000/9.8(N/kg)

此处面积=bh或者π*d^2/4;混凝土容重一般取值25KN/m3。

屈服力与屈服弯矩是截面的承载力,正常的混凝土桩都是要配筋的,所以要考虑钢筋的这部分贡献。尺寸与材料设置完成后,点击分析,结构稳定将会有结果弹出,但是如果此时结构不稳定需要调整模型,使之稳定。然后image.png,里面设置具体的配筋数量,然后再点击image.png,查看承载力详细数值Vu,Mu。

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屈服力np(kN/m)=Vu(kN)/桩间距a(m)

屈服弯矩mp(kNm/m)=Mu(kNm)/桩间距a(m)

至此,本文对于钢筋混凝土矩形或圆形桩的板单元建模参数就介绍完了,下一章节我们将介绍如何用板单元去模拟板桩,型钢桩,敬请期待。。。

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