基础工程6-2011.10.19.ppt

知识点总结： “m”法单排桩基桩内力和位移计算 ① ?zx=C·xz，C=m·z （二）计算桩身内力及位移的无量纲法 1． 的摩擦桩及 的支承桩 将式（7）代入式（2）得 式中： （9a） 同理，将式（7）分别代入式（3）、（4）、（5）再经整理归纳即可得 （9b） （9c） （9d） 2．?h2.5的嵌岩桩 将式(8)分别代入式(2)、(3)、(4)、(5)再经整理得 （10a） （10b） （10c） （10d） （三）桩身最大弯矩位置ZMmax和最大弯矩Mmax的确定 目的：用于检验桩的截面强度和配筋计算 方法：要找出弯矩最大的截面所在的位置及相应的最大弯矩Mmax值。一般可将各深度Z处的Mz值求出后绘制Z－Mz图，即可从图中求得。 数解法：在最大弯矩截面处，其剪力Q 等于零，因此Qz=0处的截面即为最大弯矩所在的位置 。 ② ⑥ ③求解XZ, ?Z, MZ 和 QZ由x0、?0、M0、Q0四个参数式按 基本公式（2）～（5）求算 ④M0、Q0由已知的桩顶受力情况确定；x0、?0则需根据桩底边界条件确定：摩擦桩、支撑桩；嵌岩桩 确定桩身最大弯矩位置ZMmax和最大弯矩Mmax ⑤计算桩身内力及位移的无量纲法： 的摩擦桩、 支撑桩，?h2.5的嵌岩桩 * 第四章 桩基础的设计计算 ●横向荷载作用下桩身内力与位移多采用弹性地基梁法。 ●弹性地基梁法：将桩作为弹性地基上的梁，按文克尔假定，即梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比，进行求解。 ●通常有半解析法（幂级救解、积分方程解、微分算子解等）、有限差分法和有限元解等。 ●弹性地基梁法：土力学观点认为不够严密，但基本概念明确，方法较简单，所得结果一般较安全，分为： (a) m法；(b)k法；(c)常数法；(d) c法。 ●铁路、水利、公路及房屋建筑等领域在桩的设计中常用。 第一节 单排桩基桩内力和位移计算 （一）、土的弹性抗力及其分布规律 1．土的弹性抗力 桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移（包括竖向位移、水平位移和转角），桩的竖向位移引起桩侧土的摩阻力和桩底土的抵抗力。桩身的水平位移及转角使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力?zx，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用，土的这种作用力称为土的弹性抗力。?zx即指深度为Z处的横向（X轴向）土抗力，其大小取决于土体性质、桩身刚度、桩的入土深度、桩的截面形状、桩距及荷载等因素。 一、基本概念 假定土的横向土抗力符合文克尔假定，即 式中： ?zx——横向土抗力（kN/m2）； C——地基系数（kN/m3） xz——深度Z处桩的横向位移（m）。 2．地基系数 基本概念：地基系数C 表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需要的力。它的大小与地基土的类别、物理力学性质有关。如能测得xz并知道C值，?zx值即可解得。 地基系数C值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测xz及?zx后反算得到。 C值随深度的分布规律：地基系数C值不仅与土的类别及其性质有关，而且也随深度而变化。由于实测的客观条件和分析方法不尽相同等原因，所采用的C值随深度的分布规律也各有不同。几种地基系数分布规律如下所示 。 地基系数变化规律 基桩内力和位移计算方法： 1）“m”法： 假定地基系数C随深度呈线性增长，即C=mZ，图a）所示。m称为地基系数随深度变化的比例系数（kN/m4）。 2）“K”法： 假定地基系数C随深度呈折线变化即在桩身第一挠曲变形零点（图b）所示深度t处）以上地基系数C随深度呈凹形抛物线增加；该点以下，地基系数C=K（kN/m3）为常数。 3）“c”法： 假定地基系数C随深度呈抛物线增加，即Ｃ=cZ0.5，当无量纲入土深度达4后为常数，图c）所示。c为地基系数的比例系数（kN/m3.5）。 4）“常数”法，又称“张有龄法”： 假定地基系数C沿深度为均匀分布，不随深度而变化，即C=K0（kN/m3）为常数，图d）所示。 目前列入《公桥基规》并应用较广的为“m”法。按“m”法计算时，地基系数的比例系数m值可根据试验实测决定，无实测数据时可参考下表选用。 非岩石类土的比例系数m值 80～120 密实粗砂夹卵石，密实漂卵石 6 30～80 砾砂、角砾、圆砾、碎石、卵石 5 20～30 坚硬、半坚硬粘性土IL0、粗砂 4 10～20 硬塑粘性土0.5IL0、细砂、中砂 3