桩基础内力计算及设计课件.ppt
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- 关 键 词:
- 桩基础 内力 计算 设计 课件
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1、桩基础的设计桩基础的设计第六节第六节 桩基础设计与计算桩基础设计与计算一、基桩内力和位移一、基桩内力和位移二、群桩的工作特点二、群桩的工作特点三、桩基础设计三、桩基础设计一、基桩的内力和位移一、基桩的内力和位移(一)基本概念(一)基本概念 1、土的弹性抗力及其分布规律、土的弹性抗力及其分布规律 2、单桩、单排桩与多排桩、单桩、单排桩与多排桩3、桩的计算宽度、桩的计算宽度4、刚性桩与弹性桩、刚性桩与弹性桩(二)(二)m法弹性单排桩基桩内力与位移计算法弹性单排桩基桩内力与位移计算(一)基本概念(一)基本概念 桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算,目桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算,目前
2、较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定。前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定。文克尔假定(简称弹性地基梁法)即梁身任一点的文克尔假定(简称弹性地基梁法)即梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比。土抗力和该点的位移成正比。1、土的弹性抗力及其分布规律、土的弹性抗力及其分布规律(1)土抗力的概念及定义式)土抗力的概念及定义式概概 念念桩基础在荷载(包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩)作桩基础在荷载(包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩)作用下产生位移及转角,使桩挤压桩侧土体,桩侧土必然用下产生位移及转角,使桩挤压桩侧土体,桩侧土必然对桩产生一横向土抗力,它起抵抗外力和稳定桩基础的对桩产生一横向土抗力,它起抵抗外力和稳
3、定桩基础的作用。土的这种作用力称为土的弹性抗力。作用。土的这种作用力称为土的弹性抗力。定义式定义式式中:式中:zx:横向土抗力(:横向土抗力(kN/m2););C:地基系数(:地基系数(kN/m3););xz:深度:深度z处桩的横向位移(处桩的横向位移(m)。)。zzxCx(2)影响土抗力的因素)影响土抗力的因素l(a)土体性质;)土体性质;l(b)桩身刚度;)桩身刚度;l(c)桩的入土深度;)桩的入土深度;l(d)桩的截面形状;)桩的截面形状;l(e)桩距及荷载等因素。)桩距及荷载等因素。(3)地基系数的概念及确定方法)地基系数的概念及确定方法概概 念念 地基系数地基系数C表示单位面积土在弹
4、性限度内产生单位表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力,单位为变形时所需施加的力,单位为kN/m3。确定方法:确定方法:地基系数大小与地基土的类别、物理力学性质有关。地基系数大小与地基土的类别、物理力学性质有关。地基系数地基系数C值是通过对试桩在不同类别土质及不同值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测后反算得到。大量的试验表明深度进行实测后反算得到。大量的试验表明,地基系数地基系数C值不仅与土的类别及其性质有关,而且也随着深度而变值不仅与土的类别及其性质有关,而且也随着深度而变化。由于实测的客观条件和分析方法不尽相同等原因,化。由于实测的客观条件和分析方法不尽相同等原因,
5、所采用的所采用的C值随深度的分布规律也各有不同。值随深度的分布规律也各有不同。图图6-1 地基系数变化规律地基系数变化规律 常采用的地基系数分布规律有图下所示的几种常采用的地基系数分布规律有图下所示的几种形式,因此也就产生了与之相应的基桩内力和位移的计形式,因此也就产生了与之相应的基桩内力和位移的计算方法。算方法。现将桩的几种有代表性的弹性地基梁计算方法概括在表下中现将桩的几种有代表性的弹性地基梁计算方法概括在表下中 计算方法计算方法图图 号号地基系数随深度分布地基系数随深度分布地基系数地基系数C表达式表达式说说 明明m法法6-1a)与深度成正比与深度成正比C=mZm为地基土比例系数为地基土比
6、例系数K法法6-1b)桩身第一挠曲零点以上桩身第一挠曲零点以上抛物线变化,以下不随抛物线变化,以下不随深度变化深度变化C=KK为常数为常数C值法值法6-1c)与深度呈抛物线变化与深度呈抛物线变化C=cZ0.5c为地基土比例系数为地基土比例系数张有龄法张有龄法6-1d)沿深度均匀分布沿深度均匀分布C=K0K0为常数为常数2、单桩、单排桩与多排桩、单桩、单排桩与多排桩(1)单桩、单排桩的概念与力的分配)单桩、单排桩的概念与力的分配概概 念:念:是指与水平外力是指与水平外力H作用面相垂直的平面上,仅有一作用面相垂直的平面上,仅有一根或一排桩的桩基础。根或一排桩的桩基础。图图6-2 单桩、单排桩及多排
7、桩单桩、单排桩及多排桩力的分配:力的分配:对于单排桩,如下图所示桥墩作纵向验算时,若作对于单排桩,如下图所示桥墩作纵向验算时,若作用于承台底面中心的荷载为用于承台底面中心的荷载为N、H、My,当在单排桩方,当在单排桩方向无偏心时,可以假定它是平均分布在各桩上的,即向无偏心时,可以假定它是平均分布在各桩上的,即式中:式中:n:为桩的根数。:为桩的根数。nMMnHnNPyiii;Q图图6-3 单排桩计算单排桩计算 当竖向力当竖向力N在承台横桥向有偏心距在承台横桥向有偏心距e时时MxNe,每,每根桩上的竖向作用力可按偏心受压计算,即:根桩上的竖向作用力可按偏心受压计算,即:2iixiyyMnNP图图
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