对于承受水平荷载和(或)力矩的两根桩的分析,可以引申到任意数目的群桩分析。群桩中其他每根桩引起的附加位移和转角,几乎等于其他每根桩依次引起位移增量的总和转角增量总和,即桩—桩之间的位移相互作用系数和转角相互作用系数是可以叠加的。叠加原理不仅适用于对称群桩,它也可以适用于一般群桩。
因此,对水平荷载作用下的桩顶自由群桩,每根桩上作用相等(或已知)的水平荷载,任意第k 根桩桩顶的水平位移uHi(0)按弹性理论[Poulos(1971b)]的叠加原理可得出下式
式中,分别为作用在桩顶自由群桩中第j 根桩和第i 根桩的桩顶水平荷载,
为单桩桩顶作用单位水平荷载时桩顶的位移,
为桩i 与桩j 之间的位移相互作用系数,两桩桩心间距为s,两桩中心线与荷载作用方向线夹角为β。
在式(5.1)中,对于n 根桩顶自由并且具有相同尺寸、相同几何形状的桩组成的刚性承台群桩,其中每根桩的位移相等,并且等于刚性承台的位移,即这种情况符合桩与刚性承台铰接的情况。
如果刚性承台群桩作用的总水平荷载为Vg,如图5.1 所示,由平衡条件,各桩桩顶分担荷载Vj(0)之和应等于承台上作用的总荷载
图5.1 群桩中桩的编号(www.xing528.com)
式(5.2)代入式(5.1)中,由式(5.1)和式(5.3)构成的方程组有n + 1 个方程,其中,两根桩之间的位移相互作用系数以及单桩的水平位移
(0)都是已知数,方程组中有n +1 个未知数,分别为待求的承台位移和n 根桩桩顶水平荷载,可以直接求解。
以上的分析也可以应用在桩顶自由时桩顶作用力矩的情况,式(5.1)变为
式中,Mj(0)、Mi(0)分别为作用在桩顶自由群桩中第j 根桩顶和第k 根桩桩顶上的弯矩,(0)为单桩桩顶作用单位水平荷载时桩顶的位移,
为桩i 与桩j 之间的位移相互作用系数。
在式(5.4)中,对于n 根桩顶自由并且具有相同尺寸、相同几何形状的桩组成的刚性承台群桩,其中每根桩的位移相等,并且等于性承台的位移,即
这种情况符合桩与刚性承台铰接的情况。
如果刚性承台群桩作用的总水平荷载为Mg,由平衡条件,各桩桩顶分担荷载Mj(0)之和应等于承台上作用的总荷载
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