轴向与横向力同时作用下柔性桩的分析_范文田

《轴向与横向力同时作用下柔性桩的分析_范文田》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、西南义通大学学报1986军第i期轴向与横向力同时作用下柔性桩的分析范文田摘本文导得了按Wlnkler假设范围内轴向与横向力同时作用下子截面均质桩基。、、。挠曲的微分方程给出了桩轴侧向位移转角弯矩及剪力的基奉方程组的解指出抽向力对柔性桩受力变形的影响程度是与桩身的压应变,桩身材朴和土的弹性性质以及桩身横截,中面的几何形状和尺寸有关并对桩顶为自由端时在横向集力和集中弯矩作,用下的柔性桩在不计抽向力的影响币按经典理论所得的解提出了一些室。要的修正,,,通常横向受力桩上问时还作用有轴向压力因而桩的受力特性可由其巡探y侧向

2、w,勃向压力,!刀I兀二’(烈1);移N桩的挠曲冈{度及地基系数而山下式表示es一一E,一理架一+Nre巴架卜Kw二。工UyU少,。当轴向压力N达到某一临界值后桩将产生压曲由于软土中正常尺寸的桩上的轴向压力N一般都不会超2,而,过此临界值而认为不可能产生压曲将上式卜的第。:二项略去使(1)式简化为二,器一十‘W一”,。从上式可得出横向受力桩的经典解尽管实际的轴向力,,很少会超过其临界值然而轴向力对横向受力桩的影响,有时是很显著的而不特别是对桩顶的位移和转角的影响。,。能轻易略去在柔性桩或长桩中有时也可能产生压曲,

3、ir为此本文将wnkle地基中轴向力对横向受力桩的影。它￡响进行了分析探讨是与桩身轴向力所产生的压应变以及桩身材料和上的弹性性质有。,关文中还分析了柔性桩顶端在横向集中力及集中力矩分别作用下轴向压力的影啊井与经典解进行了比较。一、基本方程的通解n,:wlkler介质中轴向与横向力同时作用下等截面弹性桩受挠的基本方程为。本文1985年6月27日收到西南交通大学学报拍86年第1期_dZdWwes~==石了~一aMI二万矿dya少-(3)dM+N~doO=几1似=.-了.dy斋ay,、、、、,式中MOw及a分别为距桩顶

4、为y处截面上的弯矩剪力横向位移及转角其方向。所代表的正负值如图1所示通常,由于,实际问题中的轴向力N大都满足下列条件即N<2侧KEI(4)因此可:引用下列参数2一1+勺e2:2一1-习。。<刀>a2〕ad)2〔(d)〔()(5).Z.J、/KNAd月a一8=Z=ay刀=4了4EIEA,d;A为桩身横截面的面积;E为桩身材料的弹性摸量;,式中为桩身横栽面的直径或厚度,刀二3刀=4;。为轴向力为与桩身截面形状有关的系数矩形截面时而圆形截面时N单独作用下的压应变。将这些参数代人式(l)萝冬经化简后可得4dZdWW十4一

5、下2~(l)之十4w=o(6)d艺4顶牙,,上式即为轴向与横向力同时作用下桩轴横向挠曲的基本微分方程求解此式并代入式(3)可得二e丫‘eosz一eosz十szw(A月名+Csin尽)+己“(B月Din尽)(7a)一。二〔(:、+。e)cos。:+(,C一“、)s‘n。:〕争丫:cosz+sz一e〔(yB一月D)月(yD+尽B)in口〕(7b)M=e.ZZz“{〔(1一y)A一日yC〕eos尽z+〔(1一y)C+月yA〕sin尽}aZEIZ+e一丫’“+sz+“一snz天〔(1一y)B尽yD〕eo口〔(1一y)D尽

6、yB〕l日}e(7)=一e丫:osz+〔(yA一月C)c月(尽A+丫C)sin月z〕ZaSEI一丫‘cossz+e〔(yB+月D)月z一(尽B一丫D)in尽〕(7d)、、、,。式中的ABCD为四个任意常数可由桩轴两端的支承及受力条件求得,,,。显然以上各式是与参数月和y有关因此需要确定实际问题中这些值的范围将式a。(5)中的及代入式(4)可得勺君‘0

7、作用而式(7)为经典解尽,。的最大值及下的最小值则可从轴向力N达到临界值而得是与桩端的支承受力条件有关二、轴向力对横向受力柔性桩的影响,,在实际二二程中桩的长径(厚)比Z/d或其特征长度叭往往较大因而作用石桩端的,即若顶端受力时,底端可认为是在无穷远处从而不计集中力对另一端的影响常可略去不计,。,,其对底端的影响这种桩称为柔性桩或长桩当轴向与横向力同时作用时仰z》二时亦、、“丫’可按柔性桩考虑,因为在这种情况下,w口‘M及O皆趋近于零且。一0,桩底的,因而可从式(7)解得A=c二o而式(7)简化为;二e一丫‘co

8、sz+szaw(B尽Dln尽)(10)二一。〔(,。一。D)。05。:+(:D+。B)s‘n。:〕令一(10b)M乞一=e,{〔(1一y“)B+日yD〕eos尽z+〔(1一y“)D一尽yB〕sin尽z}(1oe)云r丽一.。;。。。s:+一sn2丽〔(+月。)。(:。。。)i0〕先一一(IOd)‘“皿二1:现将各种常见的桩顶支承受力情况下的计算公式导得如下1.,二桩顶为自