剪切变形对基桩P Δ效应的影响.pdf

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1、第３８卷第６期土木建筑与环境工程Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．６２０１６年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌ，Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｃ．２０１６ｄｏｉ：１０．１１８３５／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４-４７６４．２０１６．０６．００９剪切变形对基桩PΔ效应的影响李微哲１，２，娄平１（１．中南大学土木工程学院长沙４１００１２；２．中煤科工集团重庆设计研究院有限公司，重庆４０００１６）摘要：给出了小剪切变形下的基桩PΔ效应和大剪切变形下支座PΔ效应计算的杆单元刚度矩阵方程。假定杆单元弯曲变形位移函数为三次幂函数，剪切变形函数

2、为线性函数，根据有限元法一般原理，推导了一种同时计入竖向力径向剪切分力剪切变形和水平力剪切变形的PΔ效应杆单元刚度方程，推导了一种仅计入竖向力径向剪切分力剪切变形而忽略水平力剪切变形的PΔ效应杆单元刚度方程，推导了一种仅计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的PΔ效应杆单元刚度方程。计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的PΔ效应杆单元可良好的模拟支座在大剪切变形下的偏心工作特性，能实时计入其偏心弯矩影响，为实时计入支座偏心特性的结构动静力分析提供了理论支撑。最后通过自编ＭＡＴＬＡＢ程序进行算例分析，结果表明，计入支座大剪切变下的PΔ

3、效应后，基桩内力位移和地基土压力均显著增大。基桩自身剪切变形对桩身内力位移和地基土压力影响较小，可以忽略。关键词：基桩；支座；水平力剪切变形；竖向力径向剪切分力；PΔ效应；有限杆单元法中图分类号：ＴＵ４７０文献标志码：Ａ文章编号：１６７４-４７６４（２０１６）０６-００６２-１０PΔeffectanalysisofpileandbearingwithsheardeformation１，２，LouPｉｎg２LｉWeｉzhe（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００００，P．Ｒ．

4、Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＤｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．Ｌｔｄ．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００１６，P．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＦｉｎｉｔｅｐｏｌｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｏｒP-Δｅｆｆｅｃｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｉｌｅａｎｄｂｅａｒｉｎｇｗｈｉｌｅｓｈｅａｒｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓｗｅｌｌｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｉｔｉｓａｓｓｕｍｅｄｔｈａｔｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐｏｌｅｅｌｅｍｅｎｔｈ

5、ａｓａｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌｙｃｕｂｉｃｐｏｗｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｈｅａｒｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｈａｓａｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌｙｌｉｎｅａｒｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｔｈｅP-Δｅｆｆｅｃｔｐｏｌｅｅｌｅｍｅｎｔｒｉｇｉｄｅｑｕａｔｉｏｎｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓｈｅａｒｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｌａｔｅｒａｌｌｏａｄａｎｄｔｈｅｒａｄｉａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｌｏａｄ，ｉｓｄｅｒｉｖｅｄ．ＴｈｅP-Δｅｆｆｅｃｔｐｏｌｅｅｌｅｍｅｎｔｒｉｇｉｄｅｑｕａｔｉｏｎｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓｈｅａｒｄｅｆ

6、ｏｒｍａｔｉｏｎｏｎｌｙｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｌａｔｅｒａｌｌｏａｄｉｓｄｅｒｉｖｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．ＴｈｅP-Δｅｆｆｅｃｔｐｏｌｅｅｌｅｍｅｎｔｒｉｇｉｄｅｑｕａｔｉｏｎｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓｈｅａｒｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｎｌｙｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｒａｄｉａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｌｏａｄ，ｉｓｄｅｒｉｖｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．ＡｎｄｔｈｅP-Δｅｆｆｅｃｔｐｏｌｅｅｌｅｍｅｎｔｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓｈｅａｒｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｎｌｙｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｌａｔｅｒａｌｌｏａｄｃａｎｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｂ

7、ｅａｒｉｎｇｗｏｒｋｉｎｇｅｃｃｅｎｔｒｉｃａｌｌｙｗｅｌｌｉｎｒｅａｌ-ｔｉｍｅ．ＭａｔｌａｂｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｉｎｉｔｅｐｏｌｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｆｏｒP-Δｅｆｆｅｃｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｉｌｅａｎｄｂｅａｒｉｎｇｉｓｅｄｉｔｅｄ，ａｎｄｃａｓｅａｎａｌｙｓｉｓｉｓｄｏｎｅ，ａｎｄｔｈｅｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｖｅｄｇｏｏｄ．Ｆｉｎａｌｌｙｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｄｒａｗｎａｓｆｏｌｌｏｗｓ：（ｉ）ｔｈｅP-Δｅｆｆｅｃｔａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｏｆｐｉｌｅｗｉｌｌｉｎｃｒｅａｓｅｏｂｖｉｏｕｓｌｙｗｈｉｌｅｔ

8、ｈｅｅｃｃｅｎｔｒｉｃｂｅｎｄｉｎｇｍｏｍｅｎｔｏｆ