Java篇[淺談板(排)樁]程式設計心得

一、前言

板(排)樁係一般工地開挖或邊坡整治皆會考慮工法之一。依照建築技術規範,開挖深度>1.5M需設置擋土設施。當基地進行開挖,即產生土壤力學行為,力學公式σa=rs'zx*ka-2c√ka,σp=rs'zx*kp+2c√kp,其作用力變化如土壓力圖,將數值轉為陣列函數後,參考積分公式:面積A=∫abf(x)dx、形心χ=∫abxf(x)dx,以辛普遜式編輯為應用程式,再將土壓力圖,層層線段面積累計疊加,即可轉換成剪力圖、彎矩圖。最後,依共軛樑法將彎矩圖套於面積距式,即可完成撓度(變位)圖。

茲提供相關程式語言分享,敬請指教。

二、實作方法

1. 面積

double getShape_A(double a, double b,double[] px,double[] py)

Int i,j,k,n=20;

double h,dx,zx,ax,sum;

dx=Math.abs(b-a)/n;sum=0;

     for(i=0;i<(n+1);i++)

     { zx=dx*i;   x=a+zx;

         h=cp.getIp_Az(x,px,py);//()

       if(i==0||i==20)   sum+=h;

       else if((i%2)==0)sum+=2*h;

       else   sum+=4*h; }      

     ax=sum*dx/3;

                 return ax;

 

2. 形心

double getYY_x(double a, double b,double[] fx,double[] fy)

int i,j,k,n=20;

double h,kx, x,zx,dx,ax,sum;

dx= Math.abs(b-a)/n ;kx=0;

   sum=0;ax=0;

       for (i=0;i<(n+1);i++)

         { x=i*dx; zx=a+i*dx;  

         h=cp.getIp_Az(zx,fx,fy); //()

         if(i==0||i==n){ax+=h;sum+=h*x;}

         else if((i%2)==0){ax+=2.0*h;sum+=2.0*h*x;}

   else {ax+=4.0*h;sum+=4.0*h*x;}     }

   ax*=dx/3;ax=ax;

         sum*=dx/3;

       kx=(ax==0)?   0:a+(sum/ax);

           kx=rd.getRod(kx,2);        

         return kx;

 

3. 面積距

double[][] getShape_M(double hx, double[] px,double[] py)

int i,j,k,n=20;

double zx,dx=Hx/n;

double a,x,xc,ax,mn,   ma,mx;  

   ax=getShape_A(0,hx,px,py);

   x=getYY_x(0,hx,px,py);

   ma=ax*x;

   double[][]fx=new   double[2][n+1];

mn=0;a=0;

   for(i=0;i<(n+1);i++)

   { zx=dx*i;

     ax=getShape_A(a,zx,px,py);

     xc=getYY_x(a,zx,px,py);

     mx+= ax*xc;

     mn=mx-ma;

       fx[0][i]=zx;

     fx[1][i]=mn;

       a=zx;}

     return fx;

 

註: 內插公式 cp.getIp_Az(略)

三、結語

板樁程式設計除土壤力學理論(略)外,主要為面積與形心公式。作業視窗內容包含:基地開挖深度、鑽探資料與擋土材料性質等條件。先建立土壓力圖,再藉由層層線段面積(距)累計疊加,即可轉換其它不同圖形。程式建置後,可快速準確求得板樁理論貫入深度,亦可模擬不同貫入深度下之擋土設施變化圖。

四、成果圖面

1195-6-1

作業視窗

 

1195-6-2

土壓力圖

 

1195-6-3

剪力圖

 

1195-6-4

彎矩圖

 

1195-6-5

撓度(變位)圖

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