单排桩水平承载分析.pptx

单排桩的定义与荷载分配桩侧土体弹性抗力桩侧地基系数分布m法弹性单排桩基桩内力和位移计算本节脉络单排桩多排桩不能直接应用上述公式计算各桩顶作用力，须应用结构力学方法另行计算。单排桩的定义与荷载分配计算土的弹性抗力土的弹性抗力桩身的水平位移及转动挤压桩身侧向土体，侧向土体必然对桩产生一横向土抗力pzx，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。Winkler假设桩身位移与反力的线性近似关系地基系数C定义单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需要的力。地基系数分布规律m法K法C法常数法地基系数特点：地基系数C 随深度呈正比例增加公式表达：m——非岩石地基水平抗力系数的比例系数（kN/m4）C=mz土 的 名 称m (kN/m4)流塑性黏土IL1.0，软塑黏性土1.0≥IL0.75，淤泥3000～5000可塑黏性土0.75≥IL0.25，粉砂，稍密粉土5000～10000硬塑黏性土0.25≥IL≥0，细砂，中砂，中密粉土10000~20000坚硬，半坚硬黏性土IL≤0，粗砂，密实粉土20000~30000砾砂，角砾，圆砾，碎石，卵石30000~80000密实卵石夹粗砂，密实漂、卵石80000~120000m法多层土层当量m值换算主要影响深度当量m值将空间受力转化为平面受力，同时考虑桩土相互作用，桩身内力计算时采用计算宽度。桩形状换算系数kf圆形或圆端截面：0.9矩形截面：1.0圆与矩形组合截面： 1-0.1a/d桩的计算宽度HL1cd+1h1——地面或最大冲刷线以下桩计算埋入深度： h1 =3(d+1) h1值不得大于桩的入土深度（h）关于桩间影响系数k多排桩在外力作用平面内有多根桩，各桩受力相互影响，其影响与桩间净距L1有关。m法弹性单排桩基桩内力和位移计算 基本假定将土视作弹性变形介质，它具有随深度成比例增长的地基系数（ C=mz）土的应力应变关系符合文克尔假定计算公式推导时，不考虑桩与土之间的摩擦力和黏结力桩与桩侧土在受力前后始终密贴桩作为一弹性构件桩的挠曲微分方程分析分析模型内力符号规定挠曲分析梁的挠曲微分方程其中基本挠曲方程解的分析一元四次微分方程四个边界条件地表的边界条件分析挠曲级数表达四阶微分表达挠曲方程的解答恒等式表达规律寻找挠曲方程的解答参数关系你得到它了！You got it!通式再次化简解除迭代嵌套关系?参数回代通解位移通式解答????边界条件解待定系数?位移弹性抗力转角弯矩剪力????挠曲线解答挠度计算影响系数包括A1、B1、C1、D1、A2、……等共16个无量纲系数，与换算深度αz相关，可制成表格查表计算计算表明， αz 4.0处， 、 和可近似为零四个边界条件中，两个内力边界 和可直接由桩顶受力情况确定，但两个位移边界和需要根据桩底边界条件确定。?计算总结摩擦桩、柱桩的x0和φ0的计算 桩底弯矩值Mh为A0——桩底面积I0——桩底面积对其重心轴的惯性矩C0——基底土的竖向地基系数C0=m0h（边界条件一）摩擦桩、柱桩的x0和φ0的计算 桩底-土无摩擦力，则Qh=0（边界条件二）??注意到：?求解方程组：参数分析摩擦桩且αh2.5或支承桩且αh≥3.5时，近似认为Kh=0，则有：?嵌岩桩的x0和φ0的计算 ?对于嵌岩桩，桩底刚接，xh、φh 均为零解得 当αh4.0，嵌岩桩与摩擦桩计算公式均可通用αh2.5摩擦桩或αh≥3.5支承桩??同理??无量纲法 αh2.5嵌岩桩系数均可查附表1~12?无量纲法 目的用于检验桩的截面强度和配筋计算方法将各深度Z处的Mz值求出后绘制z－ Mz图，进而求解一般采用数解法桩身最大弯矩的确定最大弯矩处的剪力为零，令则有得到最大深度zmax，进而得到最大弯矩?桩身最大弯矩的数解法??注：计算冲刷线处的时，需要叠加桩顶水平力产生的弯矩?桩顶位移分析（高桩承台）桩顶位移分析（高桩承台）Q和M引起的xQ、xM、?Q、?M?冲刷线处的???单桩及单排桩桩顶按弹性嵌固的计算适用范围中小跨径的简支梁或板式桥梁梁或板的弹性约束作用限制了桩墩盖梁转动，形成了所谓弹性嵌固。桩顶弹性嵌固的假定，可使桩入土部分的桩身弯矩减少，减少桩身钢筋用量。桩顶位移条件：?解析?考虑桩顶转角为零桩顶位移其中：单桩、单排桩计算步聚及验算要求 本讲内容结束欢迎同学们提问交流！与多排桩相比，单排桩不需要庞大的承台结构，只需要采用连梁连接，其受力分析明确，可直接按照弹性力学方法分配桩顶荷载由于桩基础在荷载作用下要产生位移（包括竖向位移、水平位移及转角），桩的竖向位移已如前述，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动挤压桩身侧向土体，侧向土体必然对桩产生一横向土抗力pzx。为了便于分析，将地基土视作弹性变形介质，而把桩视为置于这种弹性变形介质中的梁，并认为土的横向抗力pzx与土的横向变形成正比，即符合文克尔弹性地基假设