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吴传鑫
一、工程概况：
杨园站：位于武汉市武昌区地铁5号线，标准段地下两层岛式站台车站，车站主体结构为双层双跨局部三跨矩形框架结构，层高从下到上分别为6740mm、5950mm。顶板覆土厚4.327m,顶板板厚900mm,中板400mm,底板1000mm,外墙厚800mm,柱1300mmx900mm，顶板梁1300x2100,中板梁1100x1200,底板梁1300x2400。自动计算板自重，顶板恒：63.84kpa，活43.5kpa，地面附加荷载30kpa（仅影响侧向土压力）；中板恒：22.8kpa，活4.0kpa；底板水浮力180.2kpa;抗浮水位为顶板以上4.327m.柱混凝土C50,其余构件均为C35,钢筋采用HRB400.底板采用线性弹簧，刚度20000KN/m³.截取该地铁车站中间标准段的4个节间建模对比，模型如下：
YJK结构计算模型
Gen结构计算模型
二、设计结果对比
（1）采用MIDAS/GEN与定制版YJK地铁软件计算结果进行对比，对计算结果的准确性进行验证。
全楼弯矩图Mxx（KN.M）（基本组合）(MIDAS计算)
全楼弯矩图Mxx（KN.M）（基本组合）(YJK计算)
经对比：全楼盈建科计算的墙板壳元弯矩与Midasgen非常接近。（注意两款软件在图例颜色的使用上刚好相反，但是全楼壳元弯矩最大值数值上非常吻合）
（2）分构件相同部位内力对比
顶板边支座弯矩图Myy（KN.M）（基本组合）
Midas gen YJK
顶板柱节点弯矩图Myy（KN.M）（基本组合）
Midas gen YJK
顶板跨中弯矩图Myy（KN.M）（基本组合）
Midas gen YJK
中板边支座弯矩图Myy（KN.M）（基本组合）
Midas gen YJK
中板柱节点弯矩图Myy（KN.M）（基本组合）
Midas gen YJK
中板跨中弯矩图Mxx（KN.M）（基本组合）
Midas gen YJK
底板边支座弯矩图Myy（KN.M）（基本组合）
Midas gen YJK
底板跨中弯矩图Myy（KN.M）（基本组合）
Midas gen YJK
底板柱节点弯矩图Myy（KN.M）（基本组合）
Midas gen YJK
侧墙支座、跨中弯矩图Myy（KN.M）（基本组合）
Midas gen YJK
墙板内力对比
断面名称 | 弯矩(KN·M) | ||
GEN计算 | 盈建科计算 | 比较结果（相对GEN） | |
顶板边支座 | -1247 | -1220 | 盈建科偏小2%。 |
顶板跨中 | 890 | 853 | 盈建科偏小4%。 |
顶板柱节点 | 2532 | 2554 | 盈建科偏大0.9%。 |
中板边支座 | -403.4 | -404 | 盈建科偏大0.1%。 |
中板跨中 | 185 | 185 | 二者相等。 |
中板柱节点 | 533 | 532 | 盈建科偏小0.2%。 |
底板边支座 | 2000.8 | 1964 | 盈建科偏小1.8%。 |
底板跨中 | 1286 | 1238 | 盈建科偏小4%。 |
底板柱节点 | 3307 | 3320 | 盈建科偏大0.4%。 |
侧墙跨中 | 396 | 395 | 盈建科偏小0.3%。 |
侧墙端支座 | 1457.5 | 1439 | 盈建科偏小1%。 |
经分析：盈建科计算的墙板弯矩与Midasgen非常接近。
（3）梁弯矩对比
Midasgen顶板梁弯矩图My（KN·M）（DEAD）
YJK顶板梁弯矩图My（KN.M）（DEAD）
Midasgen中板梁弯矩图My（KN·M）（DEAD）
YJK中板梁弯矩图My（KN.M）（DEAD）
Midasgen底板梁弯矩图My（KN.M）（DEAD）
YJK底板梁弯矩图My（KN.M）（DEAD）
梁内力对比
位置名称 | 弯矩(KN·M) | ||
GEN计算 | 盈建科计算 | 比较结果（相对GEN） | |
顶板梁跨中 | 2114.8 | 2146.7 | 盈建科偏大1.5%。 |
顶板梁中支座 | 4752.9 | 4775.0 | 盈建科偏大0.5%。 |
中板梁跨中 | 870.1 | 876.2 | 盈建科偏大0.7%。 |
中板梁中支座 | 1820.2 | 1824.0 | 盈建科偏大0.2%。 |
底板梁跨中 | 3055.8 | 3034.6 | 盈建科偏大0.7%。 |
底板梁中支座 | 6556.3 | 6576.7 | 盈建科偏大0.3%。 |
经分析：盈建科计算的顶板、中板、底板梁弯矩与Midasgen非常接近。
（4）剖切面内力对比：
剖切位置示意：
1’柱节点处（1-1）剖切面
柱节点处（1-1）剖切面弯矩图（KN·M）（DEAD）(Midasgen计算)
柱节点处（1-1）剖切面弯矩图（KN·M）（DEAD）(YJK计算)
剖切面（1-1）内力对比
位置 | 弯矩(KN·M) | ||
GEN计算 | 盈建科计算 | 比较结果（相对GEN） | |
顶板边支座 | -431 | -417 | 盈建科偏小3%。 |
顶板跨中 | 458 | 466 | 盈建科偏大1.7%。 |
顶板柱节点 | -1224 | -1272 | 盈建科偏大3.8%。 |
中板边支座 | -230 | -230 | 二者相等。 |
中板跨中 | 142 | 142 | 盈建科偏小0.4%。 |
中板柱节点 | -347 | -354 | 盈建科偏大1.9%。 |
底板边支座 | 729 | 717 | 盈建科偏大1.6%。 |
底板跨中 | -932 | -928 | 盈建科偏小0.9%。 |
底板柱节点 | 1573 | 1631 | 盈建科偏大3.7%。 |
侧墙跨中 | 348 | 348 | 二者相等。 |
侧墙端支座 | 730 | 716 | 盈建科偏小1.9%。 |
经分析：单工况恒载下，柱节点处（1-1）剖切面盈建科计算的板元弯矩与Midasgen非常接近。
柱节点处（1-1）剖切面弯矩图Myy（KN.M）（基本组合）(Midasgen计算)
柱节点处（1-1）剖切面弯矩图Myy（KN.M）（基本组合）(YJK计算)
柱节点处（1-1）剖切面内力对比
位置 | 弯矩(KN·M) | ||
GEN计算 | 盈建科计算 | 比较结果（相对GEN） | |
顶板边支座 | -1236 | -1208 | 盈建科偏小2.2%。 |
顶板跨中 | 935 | 929 | 盈建科偏小0.6%。 |
顶板柱节点 | -2532 | -2554 | 盈建科偏大0.9%。 |
中板边支座 | -402 | -402 | 二者相等。 |
中板跨中 | 203 | 201 | 盈建科偏小0.1%。 |
中板柱节点 | -533 | -532 | 盈建科偏小0.2%。 |
底板边支座 | 1989 | 1954 | 盈建科偏小1.7%。 |
底板跨中 | -1344 | -1344 | 二者相等。 |
底板柱节点 | 3307 | 3319 | 盈建科偏大0.3%。 |
侧墙跨中 | 486 | 476 | 盈建科偏小2.1%。 |
侧墙端支座 | -1990.0 | -1948 | 盈建科偏小2.1%。 |
经分析：基本组合下，柱节点处（1-1）剖切面盈建科计算的板元Myy弯矩与Midasgen非常接近。
柱节点处（1-1）剖切面弯矩图Myy（KN.M）（准永久组合）(Midasgen计算)
柱节点处（1-1）剖切面弯矩图Myy（KN.M）（准永久组合）(YJK计算)
柱节点处（1-1）剖切面内力对比
位置 | 弯矩(KN·M) | ||
GEN计算 | 盈建科计算 | 比较结果（相对GEN） | |
顶板边支座 | -703 | -687 | 盈建科偏小2.3%。 |
顶板跨中 | 571 | 567 | 盈建科偏小0.8%。 |
顶板柱节点 | -1643 | -1655 | 盈建科偏大0.7%。 |
中板边支座 | -271 | -271 | 盈建科偏大0.2%。 |
中板跨中 | 148 | 147 | 盈建科偏小0.4%。 |
中板柱节点 | -396 | -395 | 盈建科偏小0.2%。 |
底板边支座 | 1177 | 1158 | 盈建科偏小1.6%。 |
底板跨中 | -944 | -942 | 盈建科偏小0.2%。 |
底板柱节点 | 2172 | 2179 | 盈建科偏大0.4%。 |
侧墙跨中 | 148 | 140 | 盈建科偏小5.4%。 |
侧墙端支座 | -1178 | -1152 | 盈建科偏小2.2%。 |
经分析：柱节点处准永久组合下（1-1）剖切面，盈建科计算的板元弯矩与Midasgen非常接近。
2’柱节点处（2-2）剖切面
跨中处（2-2）剖切面弯矩图（KN.M）（DEAD）(Midasgen计算)
跨中处（2-2）剖切面弯矩图（KN.M）（DEAD）(YJK计算)
跨中（2-2）剖切面内力对比
位置 | 弯矩(KN·M) | ||
GEN计算 | 盈建科计算 | 比较结果（相对GEN） | |
顶板边支座 | -436 | -422 | 盈建科偏小3%。 |
顶板跨中 | 456 | 454 | 盈建科偏小0.3%。 |
顶板中间峰值点 | -674 | -673 | 二者相等。 |
中板边支座 | -231 | -231 | 二者相等。 |
中板跨中 | 138 | 139 | 盈建科偏大0.6%。 |
中板中间峰值点 | -242 | -241 | 盈建科偏小0.6%。 |
底板边支座 | 734 | 722 | 盈建科偏小1.7%。 |
底板跨中 | -907 | -902 | 盈建科偏小0.6%。 |
底板中间峰值点 | 816 | 812 | 盈建科偏小0.4%。 |
侧墙跨中 | -348 | -348 | 二者相等。 |
侧墙端支座 | 734 | 719 | 盈建科偏小2%。 |
经分析：跨中（2-2）剖切面处，单工况恒载下盈建科计算的板元弯矩与Midasgen非常接近。
跨中处（2-2）剖切面弯矩图Myy（KN·M）（基本组合）(Midasgen计算)
跨中处（2-2）剖切面弯矩图Myy（KN·M）（基本组合）(YJK计算)
跨中处（2-2）剖切面内力对比
位置 | 弯矩(KN·M) | ||
GEN计算 | 盈建科计算 | 比较结果（相对GEN） | |
顶板边支座 | -1246 | -1219 | 盈建科偏小2.2%。 |
顶板跨中 | 899 | 894 | 盈建科偏小0.6%。 |
顶板中间峰值点 | -1042 | -1046 | 盈建科偏大0.4%。 |
中板边支座 | -403 | -404 | 二者相等。 |
中板跨中 | 197 | 196 | 盈建科偏小0.2%。 |
中板中间峰值点 | -320 | -318 | 盈建科偏小0.7%。 |
底板边支座 | 1999 | 1964 | 盈建科偏小1.8%。 |
底板跨中 | -1297 | -1298 | 盈建科偏小0.08%。 |
底板中间峰值点 | 1378 | 1369 | 盈建科偏大0.6%。 |
侧墙跨中 | 487 | 475 | 盈建科偏小2.5%。 |
侧墙端支座 | -1999 | -1955 | 盈建科偏小2.2%。 |
经分析：基本组合下，跨中处（2-2）剖切面盈建科计算的板元Myy弯矩与Midasgen非常接近。
跨中处（2-2）剖切面弯矩图Myy（KN.M）（准永久组合）(Midasgen计算)
跨中处（2-2）剖切面弯矩图Myy（KN.M）（准永久组合）(YJK计算)
跨中处（2-2）剖切面内力对比
位置 | 弯矩(KN·M) | ||
GEN计算 | 盈建科计算 | 比较结果（相对GEN） | |
顶板边支座 | -710 | -693 | 盈建科偏小2.4%。 |
顶板跨中 | 549 | 545 | 盈建科偏小0.6%。 |
顶板中间峰值点 | -698 | -699 | 盈建科偏大0.2%。 |
中板边支座 | -272 | -272 | 盈建科偏小0.07%。 |
中板跨中 | 144 | 143 | 盈建科偏小0.4%。 |
中板中间峰值点 | -240 | -238 | 盈建科偏小0.8%。 |
底板边支座 | 1183 | 1164 | 盈建科偏小1.6%。 |
底板跨中 | -913 | -911 | 盈建科偏小0.08%。 |
底板中间峰值点 | 904 | 899 | 盈建科偏大0.2%。 |
侧墙跨中 | 148 | 140 | 盈建科偏小5.4%。 |
侧墙端支座 | -1183 | -1156 | 盈建科偏小2.3%。 |
经分析：准永久组合下，跨中处（2-2）剖切面盈建科计算的板元Myy弯矩与Midasgen非常接近。
（5）底板位移对比
Midasgen底板位移（mm）（DEAD）
YJK底板位移（mm）（DEAD）
Midasgen底板位移（mm）（水浮力）
YJK底板位移（mm）（水浮力）
位移对比
位置名称 | 底板位移(mm) | ||
GEN计算 | 盈建科计算 | 比较结果（相对GEN） | |
底板跨中D | -7 | -8 | 盈建科偏大1mm |
底板端支座D | -12 | -13 | 盈建科偏大1mm。 |
底板柱子处D | -8 | -9 | 盈建科偏大1mm。 |
底板跨中水浮力 | 9 | 9 | 二者相等。 |
底板端支座水浮力 | 9 | 9 | 二者相等。 |
底板柱子处水浮力 | 9 | 9 | 二者相等。 |
经分析：盈建科计算的底板位移与Midasgen比较接近。
三、结论
YJK具有自主知识产权、基于通用有限元算法的核心求解器，经历大小无数实际工程考验，计算结果非常精确。本文通过一个实际的地铁车站案例，经过5个方面的对比，YJK和国际通用有限元软件Midasgen在板元弯矩、梁弯矩、特定剖切面处弯矩、底板位移等各个方面均非常吻合，有着非常高的精确度。
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