格形结构设计程序简介

一、荷载计算程序1.主要功能

本程序可对重力式结构、高桩结构可能受到的各种荷载进行计算。可处理的荷载包括以下几种∶

（1）船舶撞击、挤压、系缆力;

（2）波浪力，包括直墙波浪力、孤立柱波浪力、透空结构上部浮托力、斜坡波浪力及斜坡上挡浪墙波浪力;

（3）土压力，可分别采用库伦法、郎肯法计算复合土层的极限主动、被动土压力，可按给定的静止土压力系数计算静止土压力。可计算高平行墙及封闭刚性仓的储仓压力;

（4）剩余水压力;

（5）连续或孤立物上的水流力;

（6）地震力，包括地震惯性力、地震动土压力、地震动水压力。

对于分布荷载，程序给出总力值、总矩值及各转点集度值，并绘制荷载分布图，对指定的数个荷载，可进行总力、总矩的组合叠加。

2.接口

本程序已作成与格形钢板桩结构设计程序的入出接口，可自动与之连接。作为一子程序。

二、格体抗剪切变形设计程序1.主要功能

本程序用于计算格形钢板桩结构的抗剪切变形性能。程序中考虑了本文所列的各种抗剪切变形计算方法，并预留了新计算方法的再开发接口，可方便地加入新的计算方法或修改原有的计算方法。程序中对需由经验判定的数据均作成缺省的形式，使用时可根据经验修正，或忽略以选择缺省值，程序包括设计及校核两种模式，在设计模式下，可根据指定的一种或数种计算方法及相应的许用安全系数，解出格体的最经济尺度。在校核模式下，程序可根据给定的结构尺度、按指定的一种或数种方法计算其抗醇切变形安全系数。 并提供与缺省的许用安全系数比较的结果。

2.接口

程序已作成入出接口，可以子程序的形式直接与格形结构设计程序连接。

三、板桩入土深度计算程序.主要功能

本程序针对格形结构的钢板桩编写，包括设计、校核两种模式。在设计模式下，通过插值法给出板桩的最小安全人土深度;在校核模式下、计算给定入土深度的钢板桩承载力安全系数。程序中考虑了地基为复合土层的情况。

2.接口

本程序已作成接口，可以子程序的形式直接与格形结构设计程序连接。

四、抗倾、抗滑稳定性计算程序1.主要功能

本程序主要计算格形钢板桩结构格体的抗倾、抗滑稳定性能。程序中考虑了本文所列的各种计算方法，并预留了新计算方法的再开发接口，对各种计算方法对应的许用安全系数均提供了缺省值。程序包括设计与校核两种计算模式。在设计模式下，可根据一种或几计算方法的要求，通过优化试算的方法，计算出格体的最经济主尺度。程序试算过程中，对钢板桩的入土深度采用优先的原则，即在可能的情况下，不加调整。在校核模式下，程序根据给定的结构尺度，按一种或多种方法计算其抗倾、抗滑稳定性安全系数。

2.接口

本程序已作成上下行接口，可直接并入格形结构设计程序。

五、汉森法计算程序

由于汉森法的地位目前尚有争议，故尽管本文在介绍中将之纳人抗倾计算一节，但在编程时，仍把它作成为独立的一块。在应用时，可按设计人员的意图或略去，或作为抗倾计算的一种方法、或作为抗剪切变形计算方法。甚至作为与其它项目并列的一项计算。

1.主要功能

本程序接汉森法计算格体的稳定性能。程序分设计与校核两种模式。在设计模式下，程序将在稳定性能满足要求的条件下，根据指定的优先原则计算格体的最小换算宽度或最小板桩入土深度;在校核模式下，程序则根据确定的结构尺度计算其汉森法安全系数。对汉森法安全系数，程序采用优化的方法解算最小值。

2.接口

.本程序已作成出入接口，可以子程序的形式并入格形结构设计程序。

六、地基稳定性计算程序1.主要功能

本程序用于计算结构地基的稳定性能。程序中考虑了地基土质为砂性、粘性;土层单一多层等情况。 可分别按汉森公式及圆弧滑动两种方法计算地基的稳定性。

2.接口

本程序已作成接口，可以子程序的形式并入格形结构设计程序。

七、整体稳定性计算程序1.主要功能

本程序可计算格形钢板桩结构建筑物的整体稳定社能。 程序主要根据上坡稳定的计算模式编写，考虑了地震力、渗流力等可能出现的荷载。对钢板桩、持力基桩的影响也作了特殊的考虑。计算方法包括圆弧模式下的简单条分法、毕肖普法及詹布法。还可以考虑圆弧与直线组合的复式滑动模式。程序以优化的方法求解整体稳定性的最小安全系数。

2.接口

本程序尚未作成与格形结构设计程序相连接的接口，其计算数据需单独编辑。

八、格形布置程序1.主要功能

本程序根据格体的换算宽度，布置格形的细部尺寸。程序可考虑常用的圆格形、准圆格形、扁格形及四分格形四种格形布置形式，对常用的细部构造尺寸设置了经验缺省值。程序根据选定的格形布置形式及确定的格体换算宽度，直接解超越方程组，求得格形的细部尺寸。而后申请布桩。 当得到响应后、按拟定的桩宽对格形各弧段归整布桩。布桩完毕后反算格体的换算.宽度。

2.接口

本程序已作成接口，可并入格形结构设计程序。

九、格室胀裂稳定性计算程序1.主要功能

本程序可计算常用的四种格形布置情况下，格室各部位的板桩拉力，并根据给定的许用安全系数计算钢板桩的设计强度;或计算设计强度确定的格体胀裂稳定性安全系数。计算中格内外胀裂荷载按指定的步长寻找包络值。

2.楼口

本程序已作成接口，可并入格形结构设计程序。

十、轨道梁计算程序7.主要功能

本程序可计算由空间弹性体、文克尔体及杆件支撑的梁体内力。并在给定步幅的情况下给出流动荷载作用下梁的内力包络。其中可处理的荷载包括集中力、集中力偶及线性分布力三种。梁的刚度可变。梁可为连续也可为分段结构。在各分段中，可考虑剪力铰的作用。

2.，接口

本程序尚未作成与格形结构设计程序连接的接口，需独立编辑输入文件，并形成中间结果文件。

十一、刚性桩台计算程序（引用）1.主要功能

本程序可计算空间刚性桩台的基桩内力。计算中，桩台按刚性考虑，基桩按梁单元考虑。基桩两端的边界考虑了铰接、固接两种模式。该程序可用于格形结构带持力基桩的上部结构的结构内力近似计算。

2.接口

本程序目前尚未作成接口，需独立编辑人口文件，单独运行。

十二、有限元程序（引用）1.主要功能

本程序为空间有限元法结构内力计算程序。可处理空间实体、板、壳、梁、杆等多种单元。程序具较强的前处理功能，可自动划分计算单元。该程序可用于带持力基桩的上部结构分析。

2.接口

本程序尚未作成接口，只能单独运行。

除前面介绍的十二个程序外，其它的一些如排架内力计算，钢筋混凝土强度计算等项目，在格形结构建筑物设计中也有涉及，且有些也都已编写电算程序。因其具有普遍性，且目前尚未连入格形结构设计程序中，故不在本文一一介绍。

对上述一些程序，作者曾连接试用，但由于要求的人工干预过多，自动化性能不够理想。此外，笔者目前尚未看到有关格形钢板桩结构制图的软件，本人也未作这项工作，这在CAD的角度尚属欠缺。