基础工程 教学课件 作者 陈东佐 主编 第4章 桩基础设计计算.pptVIP

尚辅网 尚辅网 第四章 桩基础设计计算 知识目标 掌握单排桩基桩内力与位移的关系 掌握“m”法计算单排桩内力各计算参数的使用方法 了解多排桩基桩内力和位移的计算方法 了解多排桩的主要计算参数及其各自的含义 了解群桩基础的工作性状及其承载力和沉降验算 了解承台计算内容与方法。 了解桩基础设计的一般内容及步骤，掌握单排桩基础的设计计算方法 第四章 桩基础设计计算 能力目标 理解基桩内力和位移的概念。 能应用“m”法进行单排桩基桩内力和位移的计算。 能应用桩基础的设计方法进行单排桩基础的设计。 能独立完成单排桩和多排桩的课程设计。 第四章 桩基础设计计算 第一节 单排桩基桩内力和位移计算 第二节 多排桩基桩内力和位移计算 第三节 群桩基础的竖向分析及其验算 第四节 承台的计算 第五节 桩基础设计 第一节 单排桩基桩内力和位移计算 一、基本概念 二、“m”法计算桩的内力和位移 一、基本概念 （一）土的弹性抗力和地基系数 土的弹性抗力:桩基础在水平力和弯矩作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作用。土的这种作用力称为土的弹性抗力。 地基系数C物理意义是，桩侧单位面积土产生单位变形时所需施加的力，单位为kN/m3。地基系数是反映地基土抗力性质的指标，当桩在某点的横向位移一定时，地基系数越大土的横向抗力越大。 一、基本概念 （一）土的弹性抗力和地基系数 常采用的地基系数分布规律有如下图所示的几种形式，因此也就产生了与之相应的基桩内力和位移的计算方法 一、基本概念 （二）单桩、单排桩与多排桩 单桩或与横向力作用方向相垂直的单排桩:这种情况可以视为与水平外力H作用面相垂直的平面上，仅有一根或一排桩的桩基础。 多排桩 :这种情况可以视为在水平外力作用平面内有一根以上桩的桩基础 一、基本概念 （三）桩的计算宽度 桩侧土产生横向抗力的范围，总是要大于桩的设计宽度（直径），同时为了将空间受力简化为平面受力，并综合考虑桩的截面形状及多排桩桩间的相互遮蔽作用，计算桩的内力与位移时不直接采用桩的设计宽度（直径），而是将其换算成实际工作条件下相当于矩形截面桩的宽度b1，b1称为桩的计算宽度。 一、基本概念 （三）桩的计算宽度 当d≥1.0 m 当d＜1.0 m 对单排桩或L1≥0.6 h1的多排桩 K=1.0 对当L1＜0.6h1的多排桩 一、基本概念 （三）桩的计算宽度 d：桩径或垂直于水平作用方向桩的宽（m） ：桩形状换算系数，视水平力作用面（垂直于水平力作用方向）而定，圆形或圆端截面=0.9；矩形截面=1.0；对圆端形与矩形组合截面 K：平行于水平力作用方向的桩间影响系数； h1：地面或局部冲刷线以下桩的计算埋入深度，可取h1=3（d+1），但不得大于地面或局部冲刷线以下桩的入土深度（m）； b2：与平行于水平力作用方向的一排桩的桩数n有关的系数，当n=1时b2=1.0，n=2时b2=0.6，n=3时b2=0.5，n≥4时b2=0.45。 一、基本概念 （三）桩的计算宽度 L1：平行于水平力作用方向的桩间净距，梅花形布桩时，若相邻两排桩中心距c小于（d+1）m时，可按水平力作用面各桩间的投影距离计算 一、基本概念 （四）刚性桩与弹性桩 在用m法计算时，通常将置于土中的基桩分为刚性桩和弹性桩。基桩划分为刚性桩或弹性桩取决于桩与土的相对刚度，若桩相对刚度较大，在横向力作用下基桩本身不发生挠曲变形，只发生转动和位移的桩可视为刚性桩，若基桩本身发生挠曲变形的桩可视为弹性桩 一、基本概念 （四）刚性桩与弹性桩 变形系数 一、基本概念 （四）刚性桩与弹性桩 m 为非岩石地基水平向抗力系数的比例系数 一、基本概念 （四）刚性桩与弹性桩 计算出 ，当桩的入土深度 时，这时桩的相对刚度小，必须考虑桩的实际刚度，按弹性桩来计算。 当桩的入土深度 ≤ 时，则桩的相对刚度较大，计算时认为属刚性桩。 二、“m”法计算桩的内力和位移 1．桩的挠曲线微分方程及其内力、变位计算公式 当一根计算宽度为b1的弹性桩置于地基中，且已知地面处有水平荷载(H0)及弯矩M0，此时桩将发生弹性挠曲，桩侧土将产生横向抗力σzx 二、“m”法计算桩的内力和位移 1．桩的挠曲线微分方程及其内力、变位计算公式 通常把这种单桩视为弹性地基梁，只是把梁的位置改为竖直方向。从材料力学中知道，梁的挠度与梁上分布荷载q之间的关系式，即梁的