[发明专利]一种批量计算式桩基础设计方法及数据处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种批量计算式桩基础设计方法及数据处理装置，属于桩基础工程结构技术领域。

技术背景

目前，在建筑结构设计中经常采用大型通用结构计算和分析软件SAP2000、Midas。由于该SAP2000、Midas不具备桩基础的设计功能，因此，该SAP2000、Midas不能直接用于桩基础设计。在桩基础设计时，需要利用SAP2000、Midas的自带功能导出支座节点反力数据，再利用专业的桩基础设计软件进行设计。

常用的专业基础设计软件，一次只能输入一种荷载工况下的反力信息，原则上需要对每个支座节点在各个工况作用下的反力逐一进行计算，才能最终确定承台的各项参数能否满足国家规范的要求，以及承台的配筋。对于一个包含M个支座节点和N个荷载工况的节点反力数据文件，意味着需重复操作M×N次反力数据手动输入工作，同时针对每次的反力数据，根据计算结果还需相应调整承台参数。当模型数据大时，这个手动处理数据的工作量非常庞大。以包含200个节点，100个荷载工况的数据为例，意味着需输入200×100＝20000条反力数据进行计算，工作量非常大，实际工程中复杂模型的支座节点、荷载工况数量还会更多，全靠手工输入逐一进行计算不符合实际，也不可能完成。

为了节省计算工作量，通常的做法是选取“六组不利内力组合”的设计方法，即在所有工况中筛选出轴力、弯矩、剪力的最大值和最小值共六种不利工况进行计算，但这种处理方法并不能确保将最不利工况涵盖在此六种不利工况中，给结构安全带来隐患，即这种降低数据处理工作量的方法是以牺牲结构安全保障为前提的。当计算模型大，节点数量多，荷载工况复杂时，即使对每个节点取在六种不利荷载工况计算，工作量仍极大，需耗费大量时间和精力。

发明内容

本发明的目的之一，是为了解决现有桩基础设计需要利用SAP2000、Midas的自带功能导出支座节点反力数据，再利用专业的桩基础设计软件进行设计存在计算耗时多、效率低及存在结构安全隐患的问题，提供一种批量计算式桩基础设计方法。

本发明的目的之二，是为了提供一种批量计算式桩基础设计的数据处理装置。

本发明的目的之一可以通过以下技术方案实现：

一种批量计算式桩基础设计方法，其特征在于：

1)设置专用数据处理装置，所述数据处理装置设有可连接设置承台参数的Excel文件和SAP2000、Midas软件导出的节点反力Excel文件的导入端口；

2)统一设置计算模型中各个承台参数信息，并将所述各个承台参数信息存放在Excel格式文件中；在SAP2000或Midas软件中完成上部结构计算分析后，经数据导出端口导出支座节点反力数据并存放在Excel格式文件中，该Excel格式文件包含了计算模型中所有支座节点在各个荷载工况下的反力信息；

3)专用数据处理平台通过承台参数导入端口从Excel格式文件中读取数据，直接批量计算得到各节点在多种荷载工况下的桩反力以及承台在各个节点、多荷载工况下内力设计值的包络值以及承台设计结果。

本发明的目的之一还可以通过以下技术方案实现：

进一步地，所述承台参数信息包括承台类型、承台类型的尺寸、材料、埋深、覆土重量，并指定所适用的节点号，承台类型的数量可根据实际需要增加，不受限制，承台编号可为数字或文本，依据固定次序输入承台相关参数及各个承台所适用的节点号；形成统一的承台参数。

进一步地，所述反力信息包括支座节点的轴力(N)、剪力(Vx、Vy)、弯矩(Mx、My)数值；形成导出支座节点反力数据。

进一步地，在进行数据处理时，根据设置承台参数的Excel文件中各个承台所适用的节点号，依据Excel格式文件获取该节点的荷载工况及其在各个荷载工况下的支座节点反力数值，对所有荷载工况区分为抗震和非抗震工况(两种工况所采用的计算方法不同)，然后根据国家规范(《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011)的计算方法，对各个节点在各个荷载工况的节点反力作用下自动进行计算。

进一步地，在输出结果时，对桩基础模型的计算结果进行统计、汇总，并输出相关结果，包括在所有荷载工况下的单桩最大反力、承台控制内力和配筋以及对应的荷载工况，以及是否满足国家规范相关要求，当计算结果均符合国家规范要求时，则计算结束；若有不符合，则在承台设置Excel格式文件中修改相关的承台参数，重新计算，最后将所计算结果以txt文件格式输出。

本发明的目的之二可以通过以下技术方案实现：