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高承台混合桩基础位移系数解法及桩顶固定效果分析

时间:2026-01-25 理论教育 可欣 版权反馈
【摘要】:图2.19单位水平力作用下桩身的弯矩分布从图2.20 可以看出,桩顶的转角为0,说明桩顶转角为0,桩顶固定。对于不同的桩身刚度,当桩埋深到一定的深度,桩身转角绝对值都是先增加,再逐渐减小。图2.20单位水平力作用下桩身的转角分布从图2.21 可以看出,桩身的最大位移位置在桩顶,随着桩的埋深增加,桩身的位移逐渐减小,具体有如下分布规律:桩土弹性模量比对桩顶位移值大小有明显的影响,桩的刚度越大,桩顶位移值越小。

为了考察桩顶固定单桩在水平单位荷载作用下桩的工程性状,对影响桩身弯矩分布、桩身位移分布和桩身转角分布的桩长细比、桩土弹性模量比参数进行了系统的分析。土的泊松比为μs= 0.3,桩土弹性模量比分别为Ep/Es= 100、1 000、5 000 和10 000,桩长细比分别为L/a = 20、40、80 和160。

从图2.19 可以看出,当桩顶作用单位水平荷载时,为了保持桩顶转角等于零,受约束的桩顶同时作用有负弯矩,最大负弯矩出现在桩顶处,桩身的负弯矩沿桩的埋深由大减小到0,具体有如下分布规律:

(1)桩土弹性模量比对桩身弯矩的分布有明显的影响,桩身刚度越大,桩身弯矩从负弯矩减小到0 的位置越深,如图2.19b ~d 所示。如果负弯矩为0 的位置不在桩底,在该位置的下部会出现正弯矩,如图2.19a 所示,当桩土弹性模量比Ep/Es= 100 时,在桩埋深靠近L/a = 2.7 的位置,桩身负弯矩减小为0,在靠近桩埋深L/a = 2.7 以下位置出现了正弯矩。

(2)从图2.19a ~d 中可以看出,当桩土弹性模量比Ep/Es= 100 和1 000 时,桩埋深对桩身弯矩为0 的位置没有明显的影响。但是,对于不同的桩身刚度,当桩埋深到一定的深度,桩身都会出现负弯矩为0 的位置以及正弯矩,如对于桩土弹性模量比Ep/Es= 10 000,在桩埋深L/a = 20 时,桩身没有出现正弯矩,但当桩埋深靠近L/a = 40、80 和160 时,桩身都出现了正弯矩。

(3)桩土弹性模量比对桩顶最大负弯矩有明显的影响,桩的刚度越大,桩顶的最大负弯矩值也越大。桩长细比对桩顶最大负弯矩的大小没有明显的影响。

图示

图2.19 单位水平力作用下桩身的弯矩分布

从图2.20 可以看出,桩顶的转角为0,说明桩顶转角为0,桩顶固定。随着桩的埋深增加,桩身的转角具体有如下分布规律:

(1)当桩长细比分别为L/a = 20、40 和80 时,桩土弹性模量比对桩身转角绝对值的最大值的分布有明显的影响,桩的刚度越大,桩身转角值绝对值的最大值越小,即桩身转角值绝对值的最大值与桩身刚度成反比。但当桩长细比为L/a = 160 时,桩身转角值绝对值的最大值与桩身刚度并不成反比关系。(https://www.xing528.com)

(2)对于不同的桩身刚度,当桩埋深到一定的深度,桩身转角绝对值都是先增加,再逐渐减小。如对于桩土弹性模量比Ep/Es= 10 000,在桩埋深L/a = 20 和40 时,桩身没有出现转角为0 的位置,但当桩埋深靠近L/a = 80 和160 时,桩身都出现了转角为0 的位置。

(3)桩长细比对桩身转角绝对值的最大值的位置没有明显的影响。

图示

图2.20 单位水平力作用下桩身的转角分布

从图2.21 可以看出,桩身的最大位移位置在桩顶,随着桩的埋深增加,桩身的位移逐渐减小,具体有如下分布规律:

(1)桩土弹性模量比对桩顶位移值大小有明显的影响,桩的刚度越大,桩顶位移值越小。

(2)对于不同的桩土弹性模量比,桩长细比分别为L/a = 20、40、80 和160 的时候,桩长细比对桩顶位移值大小没有明显的影响。

图示

图2.21 单位水平力作用下桩身的位移分布

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