GEO5规范和分析方法
欧洲规范 EN 1997(Verification according to EN
1997)
当采用欧洲规范 EN 1997-1对结构进行验算时,其实质就是使用极限状态理论。
分析中用于修正作用,材料性能和抗力的分项系数与选择的―设计方法‖有关。
对于某一给定的软件,分项系数值对于该软件中所有的分析都是相同的。但是,用户可以为不同的工况阶段设置不同的―设计状况‖。
GEO5系列软件可以分为以下几大类:
挡墙,支挡结构分析(挡土墙设计,桥台设计,土钉支护边坡设计)
深基坑支护结构分析(深基坑支护结构设计,深基坑支护结构分析,土压力分析)
基础分析(扩展基础设计,桩基础设计)
边坡稳定性分析
分项系数(Partial factors)
当采用欧洲规范 EN 1997 进行验算时,可以在“分析设置”界面中输入各分项系数的值。
“设计方法”下拉列提供了三种―设计方法‖用于选择。根据所选择的设计方法,用户需要输入作用的分项系数,材料性能的分项系数或抗力的分项系数,以及可变作用的荷载组合系数。
用于输入作用的分项系数的区域也用于输入地下水作用的分项系数。
―分析设置管理器‖和―分析设置列表‖中内置有大量的基于不同国家附录(NA)的欧洲规范,用户可以选择相应欧盟成员国的 EN 1997 分析设置。对于大部分国家,基于其国家附录以及所采用岩土设计方法,软件中往往只内置了一种设计方法,但是对于某些少数国家,软件中根据其规范内置了好几种设计方法。
软件中用户可以为不同的设计状况设置不同的分先系数,共四种不同的设计状况。然后软件根据―工况阶段设置‖中设置的设计状况采用相应的分项系数进行分析。
“新建分析设置”对话框 – 输入基于欧洲规范 EN 1997 的分项系数
GEO5规范和分析方法
设计方法(Design Approaches)
进行验算分析时,EN 1997-1 共有三种设计方法,它们的区别在于所采用的分项系数不同。
当采用 EN 1997-1 规范进行验算时,需要输入的分项系数主要有作用的分项系数A,材料性能的分项系数M,或抗力的分项系数R。需要输入的具体分项系数不仅和选择的设计方法有关,还和需要分析的结构类型有关(支挡结构,桩基础等)。软件中大部分默认的分项系数值采用的是欧洲规范中的附录A(Annexes
A),也可以选择根据国家附录(NA)提供的各个其他欧盟国家的分项系数值。软件将根据用户在分析设置界面中选择的设计方法或其他设计参数自动显示需要输入的分项系数。
不同的设计方法(DA)在验算时所采用的分项系数种类是不同的(例如,作用和抗力的分项系数或作用和材料性能的分项系数),因此不同设计方法中分项系数的值也可能差别很大。如果对于某一分析任务,国家附录(NA)没有指定应当采用的设计方法,那么设计者需要自行决定选择哪种设计方法,当然设计者也需要评估所采用的设计方法得到的结果对于当前分析任务是否合理。
Design approach 1(设计方法1) – 采用两套分项系数分别进行验算(荷载组合1和荷载组合
2)。分项系数种类采用作用的分项系数和材料性能的分项系数。
Design approach 2(设计方法2) – 分项系数种类采用作用的分项系数和抗力的分项系数(结构承
载力)。
Design approach 3(设计方法3) – 分项系数种类采用作用的分项系数和材料性能的分项系数(岩
土体参数)。
“新建分析设置”对话框,采用 EN 1997 作为验算方法 – 选择设计方法
设计方法1(Design approach 1)
设计方法1采用两套分项系数分别对结构安全性进行验算(荷载组合1和荷载组合2)。对于荷载组合1,只设置作用的分项系数,其他分项系数均默认为1.0。对于荷载组合2,只设置材料性能(岩土体参数)的分项系数和可变作用的分项系数,其他分项系数均默认为1.0。
当进行挡墙分析和稳定性分析时,软件将自动对两种不同的荷载组合进行验算,并给出其中最危险的荷载组合计算得到的结果。两种荷载组合计算得到的详细结果可以点击―详细结果‖按钮查看,或者在计算书中查看。 在―深基坑支护结构分析‖软件中,不能同时验算两种荷载组合,用户需要在―分析设置‖界面中选择需要验算的荷载组合。
GEO5规范和分析方法
在―扩展基础设计‖和―单桩设计‖软件中,即使对于承载力验算也将考虑标准值荷载。这时,荷载组合1采用设计值荷载验算,荷载组合2采用标准值荷载验算。
采用设计方法1时需要输入的分项系数
设计方法2(Design approach 2)
设计方法2采用的分项系数种类为作用的分项系数和抗力的分项系数(结构承载力)。
采用设计方法2时需要输入的分项系数
设计方法3(Design approach 3)
设计方法3采用的分项系数种类为作用的分项系数和材料性能的分项系数(岩土体参数)。
不同于其他的设计方法,设计方法3将作用分为岩土作用 – State GEO(由岩土体引起的作用 – 例如,土压力、超载引起的土压力增量、地下水作用)和结构作用 – State STR(结构自重、作用在结构上的作用力、锚杆、加筋材料、悬挑钢丝)。在―分项系数‖输入区域,可以对两种不同类型的作用采用不同的分项系数。用于岩土作用(作用在岩土上的力)的分项系数通常情况下要小于用于结构作用(作用在结构上的力)的分项系数。
GEO5规范和分析方法
采用设计方法3时需要输入的分项系数
国家附录(NA)(National Annex (NA))
国家附录(NA)详细介绍了如何在各个欧盟成员国使用欧洲规范,通常国家目录颁布时也同时带有该国的旧欧洲规范(ENV)。
国家附录列出了各个欧盟国家对于各种岩土构筑物所采用的分项系数值和设计方法。由于有的欧盟成员国并没有包含到国家附录中,所以软件中并没有内置所有欧盟成员国的国家附录。
用户可以在分析设置管理器和分析设置列表中选择软件中内置的各个欧盟成员国的国家附录。
用户可以编辑已有的国家附录,从而创建一个基于自己国家附录的分析设置。
地下水作用的分项系数(Partial factors on water)
地下水作用的分项系数用于调整由地下水引起的作用力的大小和孔隙水压力的大小。
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