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1、DOI:10.14006/j.jzjgxb.2006.03.016第27卷第3期建筑结构学报Vol.27,No.32006年6月JournalofBuildingStructuresJune2006文章编号:1000-6869(2006)03-0120-10抗拔桩的变形与极限承载力计算朱碧堂,杨敏(同济大学地下建筑与工程系,上海200092)摘要:抗拔桩常用于地下构筑物的抗浮和受较大弯矩作用高耸构筑物的基础。本文推导了基于轴向Winkler地基模型的抗拔桩弹性解答和基于统一极限摩阻分布(由Nc,αs和n三参数描述)的弹塑性有
2、限差分求解方法,编制了相应的程序。应用上述解答和程序,对抗拔桩的变形性状和极限承载力进行了详细地研究,重点讨论了Winkler模型弹簧刚度ks、统一极限摩阻参数Nc、αs和n,以及上覆土层对抗拔桩的变形和极限承载力的影响。结果表明,Nc和ks对抗拔桩的弹塑性变形影响显著,而极限承载力主要取决于Nc值和上覆土层厚度。关键词:抗拔桩;统一极限摩阻;弹塑性分析;极限承载力中图分类号:TU473.1文献标识码:ACalculationofdisplacementandultimateupliftcapacityoftensionpi
3、lesZHUBitang,YANGMin(DepartmentofGeotechnicalEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Tensionpilesarewidelyusedforresistingupliftloadsofundergroundstructuressuchasdeepbasementsandundergroundtransformersubstation,andasfoundationsfortallbuildingssub
4、jectedtohighbendingmoments.BasedontheaxialWinklerfoundationmodel,bothelasticclosedformsolutionsandelasto-plasticsolutionsusingaunifiedultimateskinfrictionalongpileshaftinconjunctionwithfinitedifferencemethodsarepresentedinthispaper.Accordingly,aspreadsheetprogramis
5、developed.Usingthesesolutionsandtheprogram,displacementandultimateupliftcapacityoftensionpilesareexaminedindetail;effectsofmodulusofsubgradereactionksfortheWinklermodel,unifiedultimateskinfrictioncoefficientsNc,αs,nandexcavationdepthonpiledisplacementandultimateupl
6、iftcapacityareinvestigated.ItindicatesthatthevaluesofNcandkshavesignificantinfluenceonthedisplacement,whileupliftcapacityoftensionpilesisdominatedbyvalueofNcandoverburdenstress.Keywords:tensionpiles;unifiedultimateskinfriction;elastic-plasticanalysis;ultimateuplift
7、capacity拔承载力,然后除以安全系数得到设计承载力。实际1引言上,抗拔桩的变形特性对抗拔桩的设计也同样重要。一方面,一些对变形敏感的重要构筑物设计需要采用抗拔桩常用于地下构筑物(如地下车库和地下变变形控制;另一方面,桩身在拉拔荷载作用下常常出现电站等)的抗浮和受较大弯矩作用的高耸构筑物的基拉伸裂缝(这就需要确定各级荷载水平下沿桩身的应础(如桥梁、电力与电视输变线塔等)。对这种基础的变大小分布),引起抗拔桩的结构破坏。然而,目前有设计,常常基于承载力控制,即根据抗拔桩的极限侧阻关抗拔桩的变形分析,特别是弹塑性分析研究甚少
8、。(一般为抗压桩极限侧阻的50%～90%)确定极限抗另外,在深开挖或超深开挖工程中,如三层以上的地下室结构、地下车库和地下变电站等,桩的抗拔试验基金项目:上海市科委重点基础研究资助项目(02DJ14062),教往往在开挖前进行,而在施工和使用阶段,桩周土体由育部博士点基金资助项目(2002
