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1、苏州城建环保学院学报3期1oo第9卷第SUZHOU工NST工TUTEO上URBANCONSTRUCT工ONVl9N3士996年9月ANDENV工RONM召NTALPROTECTIONSePt.1996钻孔桩桩身最大弯矩计算沈达峰(院长办公室)摘要本文简要叙,,述了现行桩身弯矩计算方法分析了其在应用中存在的问题提出了根据。桩身内力有限元分析程序得出的桩身最大弯矩计算的实用方法;;关键词钻孔桩最大弯矩计算中国图书资料分类号TU473.12目,,前钻孔灌注桩不仅应用于公路桥梁基础也普遍应用于铁路桥梁基础及高层建筑。,1’物的基础关于钻孔灌注桩内力计
2、算《公路桥涵地基与基础设计规范)[作了如下的规:,,,。。定计算桩基内力时可采用。法或者其他有可靠根据的方法如法等《规范》还在。,附录六中列出了。法的计算公式该方法是用解析法通过求解弹性桩的弹性曲线微分,。,方程式得出桩身的变位进而求出桩身内力虽然《规范》中列出了。法计算用表但应,,用中仍感比较繁琐求解桩身每一截面的变位及内力都需要求四项代数和而且往往会出,,。,现大数相减得微量的现象这样既费时间又影响精度为了简化计算实用中出现了简,,,化。法其基本假定是忽略桩尖地基竖向抗力作用它适用桩尖支于非岩石类土中换算.,.桩长aL大于25的基桩及桩尖
3、支于岩石面上而未嵌入岩石内换算桩长aL大于35的。,基桩以及桩尖嵌入岩石内的基桩通常用的钻孔桩其桩长都较长故将简化。法用于钻。孔桩基桩内力计算是合适的简化。法将变位及内力表达式由原先的四项代数和简化为,,,。两项代数和这样既减少了计算工作量也避免了上述误差因而得到了广泛的应用简,化。法还给出了求解桩身最大弯矩的计算用表其计算过程是=根据二D:,查表求出最大弯矩位置,再根据最大弯矩位置查表求票Cla念。。,,二=。:二Q廿二,、。、,,*二.得几或D桩身最大弯矩万ma万几或M。一压一刀皿二卜l,uJ门、,升并忍任公儿仪付。:别是根据O反求最大弯
4、矩位置1桩身最大弯矩的计算,、,在工程设计中钻孔桩的配筋有别于其它构件(如梁板)的配筋它不是根据桩随深,,度变化的弯矩图来配筋的而主要根据桩身的最大弯矩随深度变化的桩身弯矩图是无实。。用价值的因此如何简捷地求出桩身最大弯矩是有其工程实用意义的:工一一收稿日期9960704.,,,沈达峰男1942年生副教授苏州城建环保学院院长办公室苏州城建环保学院学报1996年。,弹性桩的变位和内力可以用有限单元法来求解沿桩长把桩分为若干小段每一小,,段为一个单元单元之间的横截面为节点根据节点变位与节点内力的关系及节点平衡条,。件可以确定节点在外荷载及土抗力共
5、同作用下所产生的变位和内力其步骤(1)确定单元刚度矩阵;(2,;)根据地基系数沿深度变化的函数确定土抗力矩阵(3,,)节点内力包括变位所引起的内力及土抗力所引起的内力二者共同作用时单元,,。处于平衡状态由此建立单元平衡方程形成节点力矩阵(4,。)形成总刚度矩阵建立内力平衡方程式,,。(5)弓{入边界条件求解内力平衡方程式得出桩身各节点的变位及内力。上述过程可以用程序来实现。。,若按桩顶分别单独作用水平荷载H及弯矩M二种情况来处理则可以得出供工程。计算用的无因次系数,,计算桩在地面线以下任意深度处的水平位移梦转角价弯矩可及弯力Q的无因次系数式为
6、。。万了气了吸、矛‘心‘夕、产.JI+Mf、主、声刀、.左夕一3Y2-Y诱23功aEI五豆I。H+M功aEI=H+O二M万M=。、+a。,QHQ万Q,H、H、H、l,、、、式中Y价MQ分别为水平力作用时任意深度的位移转角弯矩剪力无;二、二、二、,,、、、因次系数Y币MQ分别为弯矩作用时任意深度的位移转角弯矩剪力无因。。次系数上述各系数在文献〔2〕中均列出m:二,为了简捷地求出桩身最大弯矩M我们可以作如下的变换根据式(3)可得MH’0MH+二(5)“。M丽百万因此。:m二maxH。+M(6)。{“。瓜瓜}叮万··,,=,,,值例如”‘。2利用有
7、限单元法编制的计算机程序假定不同的念(念,..、+,⋯⋯就可以求出在桩身范围内M的极*佰官县一个二,,,*,二’’、“’’一J’’「J’’’’一目色“。二一一’‘胜目,/、,./。,/’v一一睁八目五f一队旧。儿里制尔狱了开,m。:。.=刀万为口桩身最大弯矩M。吞法与‘法的根本区别仅在于它们对地基系数沿深度变化的假定。法假定地基系。饥法或。数随深度按比例增大卯法则采用地基系数随深度按抛物线增长的假定法的桩。c身内力及变位的有限元分析过程是完全相同的上述求解最大弯矩的方法对9n法和法。都是适用的。限于篇幅本文仅列出部分无量纲系数尽表表Al为桩底
8、为普通土时无量纲系数月:第3期沈达峰钻孔桩桩身最大弯矩计算51表Al桩底为普通土时无且纲导数月计算用表(m法)一.一a。云石三压压刃三亨而乙万东万蕊L=35a石屯丁
