文档介绍：数值分析方法与地基沉降计算常用方法的比较与分析
摘要:随着城市建设的高速发展,人们对土木工程诸多方面的研究都有突破,但对地基变形的研究却少有进展。本文拟就工程实践中应用的天然地基浅基础将有限元数值分析方法与地基沉降常用计算方法作以归纳和比较,希望引起更多同行的关注和进一步的研究探讨。
关键词:数值分析分层总和法应力面积法
abstract: with the rapid development of urban construction, civil engineering has been broken through in many aspects, while little progress in the study of foundation deformation. in this paper, in the shallow foundation of the engineering practice applying natural foundation, a conclusion parison between the finite element numerical analysis and puting methods of foundation settlement, hoping to attract more attention from colleagues and the exploration of furture study.
key words: numerical analysis; layerwise summation method; stress area method
中图分类号:tu348文献标识码:a文章编号:2095-2104(2012)
1 前言
本文拟就工程实践中应用的天然地基浅基础将有限元数值分析方法与地基沉降常用计算方法作以归纳和比较,希望引起更多同行的关注和进一步的研究探讨。
地基沉降产生的机理:通过意义上的地基沉降是指建筑物荷载在地基内产生附加应力,在附加应力作用下,土体的孔隙发生压缩变形,引起地基沉降。目前常用的计算方法有:分层总和法和应力面积法。
1 有限元法
有限元法(finite element method)是一种高效能、常用的计算方法,在地基沉降计算中应用具有很大的优越性:一、直接在力学模型上进行离散化,物理概念清晰,明白易懂;二、具有良好的适用性,对于简单问题和复杂问题基本上同等处理,由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。
基本原理
将连续的求解域离散为一组单元的组合体,用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数,近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插值函数来表达。从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。
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第一步:问题及求解域定义;
第二步:求解域离散化;
第三步:确定状态变量及控制方法;
第四步:单元推导;
第五步:总装求解;
第六步:联立方程组求解和结果解释;
简言之,有限元分析可分成三个阶段,前处理、处理和后处理。前处理是建立有限元模型,完成单元网格划分;后处理则是采集处理分析结