一种基于连续梁单元的单桩基础结构响应计算方法

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1.一种基于连续梁单元的单桩基础结构响应计算方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、建立单桩基础的简化模型：根据单桩基础的几何构型与主尺度，沿其长度方向划分为多个首尾相连的具有12自由度的梁单元，每个梁单元两端为节点，相邻梁单元之间通过节点刚性连接；S2、建立总体坐标系；定义各个节点的编号，并与各梁单元进行关联，确定各个节点在总体坐标系中的空间坐标；S3、每个梁单元上都建立其自身的单元坐标系，建立各梁单元在其自身的单元坐标系下的局部刚度矩阵K；e矩阵K的各元素K表示在梁单元第j号自由度上产生单位位移或转角且其他自由度位移或转角为0时，在第i号自由度上所需施加的力或力矩的大小；其中，E是单桩材料的杨氏模量，A是梁单元的横截面积，l是单元的长度，Iy和Iz是梁单元在y方向和z方向上的惯性矩，G是梁单元的剪切模量，J是梁单元的极惯性矩；eei, jS4、对各个梁单元的局部刚度矩阵K进行坐标转换，使其转变为总体坐标下的刚度矩阵K，从而得到各个梁单元在总体坐标下的刚度矩阵K；eS5、根据对各梁单元在总体坐标系下的刚度矩阵K中的元素K，确定其第i号自由度和第j号自由度在单桩基础整体中所对应的自由度编号m和n，将K填入单桩总体刚度矩阵K的第m行和n列，且填入矩阵K同一位置的元素有多个时则将这些元素相加，从而完成单桩总体刚度矩阵K的组装；i, ji, jtttS6、添加单桩基础的约束条件，包括：S61、添加单桩基础底端的约束条件：将其约束条件定义为固定端，或者，将桩端与土壤的相互作用力等效为第一竖向弹簧，将第一竖向弹簧的刚度作为结构的一种约束条件添加到单桩总体刚度矩阵K中；tS62、添加单桩基础与土壤之间的桩侧摩擦力所形成的约束条件：将桩侧摩擦力等效为第二竖向弹簧，将第二竖向弹簧的刚度作为结构的一种约束条件添加单桩总体刚度矩阵K中；tS63、添加单桩基础与土壤之间的横向作用力所形成的约束条件：将横向作用力等效为水平弹簧，将水平弹簧的刚度作为结构的一种约束条件添加单桩总体刚度矩阵K中；tS7、根据单桩基础所受的外载荷，沿单桩基础分布情况将外载荷转化为各个梁单元的节点的节点力，设置节点力的大小及其对应自由度，得到外载荷矩阵F；S8、根据胡克定律得到单桩总体刚度矩阵K、移矩阵U和外载荷矩阵F的关系方程KtU＝F，求解位移矩阵U，获取单桩基础简化模型的各节点所有自由度上的位移。t。