常见浅基础形式的ANSYS 仿真分析

李 磊， 王新敏

(1．石家庄铁道大学 土木工程学院，河北 石家庄 050043;2．石家庄铁道大学 大型结构健康诊断与控制研究所，河北 石家庄 050043)

0 引言

浅基础一般指基础埋深小于基础宽度或深度不超过5 m 的基础。根据结构形式分为扩大基础、独立或联合基础、条形基础、筏板和箱型基础。浅基础的设计可以看成典型的弹性地基上的结构的计算，E．Winkler 地基下弹性地基梁的设计理论广泛应用于工程中各种浅基础设计。然而按相关规范给定的方法，对大型复杂基础的计算分析不仅非常繁琐，而有些甚至就无法完成。

有限元方法是解决各种复杂工程实际问题中设计、研究及优化的有力工具，它已成为当今结构分析最有效的方法和手段［1］。因此，对浅基础进行有限元仿真分析，对验证地基与基础的现行计算原理和方法合理性、进一步完善基础与地基规范的计算方法、提高浅基础设计的计算效率等方面都具有直接的指导意义。现探求几种常见浅基础形式的有限元仿真及ANSYS 实现方法。

1 E．Winkler 地基模型与地基系数

从目前的研究可以看出，只要能够精确( 满足一定精度) 地模拟出桩-土的相互作用，便能顺利地解决地基检算问题。土是一种复杂的、多相的离散体系，企图将土的所有特性都考虑在内来解决相互作用问题，将是一项繁重而十分困难的工作。可以悲观地讲，永远不可能抽象出一种真实的地基物理形式［2］。为了得到使土与结构的相互分析有意义且可靠的信息，必须考虑土的许多特殊方面而将其模型化，基于某一种模型的求解也有其特定的解法使之产生对实际问题有意义的结果。……