案例28：裙式基础承载力
本案例主要讲解裙式基础的承载力分析，如图28.1所示。基础顶面中心处作用有偏离垂直方向倾角为15°的集中荷载。基础采用重度为 24 kN/m3 的刚性材料模拟，裙板采用屈服弯矩为 800 kNm/m 的板单元模拟（对应软件自带的型号为 P800 的板材料）。和前面章节中的案例类似，在本案例中，竖向集中力和弯矩通过一个无重度的刚性板作用到基础上。同样的，在基础底面也应用了一个无重度的刚性板，用于连接裙板。在本案例中，我们分析两种不同类型的裙板和基础底板的连接：刚性链接和铰接，如图28.1所示。地基土采用Tresca材料模拟，不排水抗剪强度。最后，设置裙板和土体接触面的强度折减系数。
对于基础和裙板之间的连接，需要注意以下两点。首先，板单元和实体单元之间不能通过点进行连接，只能通过线（或面）进行了连接。因此，为了在基础和裙板之间创建一个连接，需要在基础底面设置一个无重度的刚性板。这样，裙板就能连接到基础底面板单元的端点，从而将裙板和基础连接到一起（如图28.2所示）。
其次，对于连接的力学性质，如果考虑裙板和基础底板之间的连接是完全刚性的，即基础底板的弯矩可以通过连接完全传递至裙板，这在实际工程中是不可能实现的。因此，在OptumG2中，为了考虑连接的不同力学性质，可以在裙板的端点处设置一个铰接。当选中板时，在右侧的性质面板中可以对铰接进行定义（如图28.1所示）。铰接的性质通过相应的铰接材料来定义，铰接材料可以在材料工具栏中定义。在该案例中，我们采用默认的铰接材料，其屈服弯矩为 0，即基础底板和裙板之间没有弯矩传递。
接下来，采用极限分析对不同裙板长度下的基础承载力进行计算。计算参数采用 5000个网格单元（上限和下限单元）和3次网格自适应迭代。计算结果如图28.3所示。当基础和裙板之间为刚接时，其极限承载力大于铰接时的基础极限承载力，但是，即使是对于后者，当施加了裙板后，基础承载力也相对于没有施加裙板时大大提高了。图28.4中给出了部分情况下的基础破坏模式。
