[发明专利]结构-土-结构体系三维参数化数值建模分析方法及系统

权利要求书

1.一种结构-土-结构体系三维参数化数值建模分析方法，其特征在于，包括：

将结构-土-结构模型简化为地表结构模型、地下结构模型和土体模型；

将所述地表结构模型、地下结构模型和土体模型的几何尺寸进行参数化归纳，完成几何尺寸的转化，以使所述地表结构模型、地下结构模型和土体模型标准化；

在标准化后的地表结构模型中，确定地表结构在土体表面的位置，并根据所述地表结构在土地表面的位置将桩与相应的土体进行连接，得到目标地表结构模型，包括：

在标准化后的地表结构模型中，以地表结构底板下表面中心作为参考点，将地表结构的空间坐标转化为模型参数，以确定地表结构在土体表面的位置，同时，根据所述地表结构在土体表面的位置，将桩与相应的土体进行Embedded连接，实现地表结构在土体表面位置的确定以及自动完成桩和土体的绑定；

在标准化后的地下结构模型中，确定地下结构在土体中的位置，并根据所述地下结构在土体中的位置实现地下结构与土体的连接，得到目标地下结构模型；

对所述目标地表结构模型、标准化后的土体模型以及所述目标地下结构模型进行截面剖分、网格划分以及边界条件设置后进行分析。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述地表结构模型、地下结构模型和土体模型的几何尺寸进行参数化归纳，完成几何尺寸的转化，包括：

将地表结构的楼板厚度、楼层高度、楼层数量、立柱截面尺寸、立柱位置、桩截面尺寸和桩长转化为模型参数，以确定地表结构的几何尺寸，使所述地表结构模型标准化；

将地下结构的内部空间尺寸转化为模型参数，以确定地下结构的几何尺寸，使所述地下结构模型标准化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在标准化后的地下结构模型中，确定地下结构在土体中的位置，并根据所述地下结构在土体中的位置实现地下结构与土体的连接，得到目标地下结构模型，包括：

在标准化后的地下结构模型中，以地下结构上表面中心作为参考点，将地下结构的空间坐标转化为模型参数，以确定地下结构在土体中的位置，并挖去相应的地下结构土体，同时将地下结构与四周土体进行Tie连接，实现地下结构在土体内部空间位置的确定并自动完成地下结构与土体的绑定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述目标地表结构模型、标准化后的土体模型以及所述目标地下结构模型进行截面剖分，包括：

所述标准化后的土体模型以地表结构的地板尺寸和地下结构的外部几何尺寸作为剖分参考位置，进而对土体进行剖分；

所述目标地表结构模型以楼板、立柱和地板相交接的位置作为参考，对地表结构进行剖分；

所述目标地下结构模型依据地下结构的内部结构形式进行剖分。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述目标地表结构模型、标准化后的土体模型以及所述目标地下结构模型进行网格划分，包括：

依据截面剖分的形式，分别对所述目标地表结构模型、标准化后的土体模型以及所述目标地下结构模型中的各结构部件进行网格种子点的布置，在网格种子点布置时考虑每个剖分出的截面上种子数量的均匀性，然后依据已经布置好的种子，对各结构部件进行网格划分。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，将土体四周设置为滚轴边界。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将模型建立的操作过程形成目标文件，并使所述目标文件能够在ABAQUS有限元分析软件中自动建模；

使用ABAQUS GUI工具包创建控键框，将所述目标文件嵌套入ABAQUS，创建参数化过程中所需要的按钮控件和文本控件，通过所述按钮控件和文本控件收集参数并发送指令，实现可视化的建模操作，使得只需要输入参数化变量即可自动生成结构-土-结构体系有限元模型。

8.一种结构-土-结构体系三维参数化数值建模分析系统，其特征在于，包括：

模型简化模块，用于将结构-土-结构模型简化为地表结构模型、地下结构模型和土体模型；

参数化模块，用于将所述地表结构模型、地下结构模型和土体模型的几何尺寸进行参数化归纳，完成几何尺寸的转化，以使所述地表结构模型、地下结构模型和土体模型标准化；

第一模型构建模块，用于在标准化后的地表结构模型中，确定地表结构在土体表面的位置，并根据所述地表结构在土地表面的位置将桩与相应的土体进行连接，得到目标地表结构模型，包括：在标准化后的地表结构模型中，以地表结构底板下表面中心作为参考点，将地表结构的空间坐标转化为模型参数，以确定地表结构在土体表面的位置，同时，根据所述地表结构在土体表面的位置，将桩与相应的土体进行Embedded连接，实现地表结构在土体表面位置的确定以及自动完成桩和土体的绑定；

第二模型构建模块，用于在标准化后的地下结构模型中，确定地下结构在土体中的位置，并根据所述地下结构在土体中的位置实现地下结构与土体的连接，得到目标地下结构模型；

分析模块，用于对所述目标地表结构模型、标准化后的土体模型以及所述目标地下结构模型进行截面剖分、网格划分以及边界条件设置后进行分析。