弹性地基梁法

更新时间:2022-08-25 16:02

横向荷载作用下桩身内力与位移的计算方法国内外已有不少,中国普遍采用的是将桩作为弹性地基上的梁,按文克尔假定(梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比)进行求解,简称弹性地基梁法。

简介

横向荷载作用下桩身内力与位移的计算方法国内外已有不少,中国普遍采用的是将桩作为弹性地基上的梁,按文克尔假定(梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比)进行求解,简称弹性地基梁法。根据求解的方法不同,通常有半解析法(幂级求解、积分方程解、微分算子解等)、有限差分法和有限元解等。以文克尔假定为基础的弹性地基梁解法从土力学的观点认为不够严密。但其基本概念明确,方法较简单,所得结果一般较安全,故国内外使用较为普遍。中国铁路、水利、公路及房屋建筑等领域在桩的设计中常用的“m”法以及“K”法、“常数”法(或称张有龄法)、“C”法等均属于此种方法。

弹性地基梁

弹性地基梁,是指搁置在具有一定弹性地基上,各点与地基紧密相贴的梁。如铁路枕木钢筋混凝土条形基础梁。

计算原理

柱下条形基础、筏板基础的简化计算方法都假定基础是无限刚性,且不考虑上部结构刚性的影响。

如条形基础简化计算方法的适用条件:地基均匀、上部结构刚度好、基础梁h>1/6可以假定地基反力按直线分布。若不满足上述条件应考虑地基梁和地基变形协调条件,以确定地基梁的实际反力分布,使之尽量符合实际情况。

计算方法

初参数法为弹性地基梁的通解,适用于任何梁端边界条件,任何荷载情况可解诀较为复杂的问题。

根据文克尔假定,弹性地基梁的地基反力与沉降成正比,即P=kY。实际上受荷载的弹性地基梁变形后,除了垂直反力外还有作用在梁和地基接触面上的水平摩擦力,但因其影响较小,一般不予考虑。

如《弹性地基梁的受力变形图》所示,为一受荷载的弹性地基梁的变形情况现取其中一无穷小的单元,其长度为dX。假设该单元位于分布荷载的 b段梁上,则作用在该单元上的诸力如图《无穷小的梁单元》所示,考虑单元的平衡,垂直力总和应为Q即:

(Q+dQ)+bky-qdx=O

dQ/dxt=bky-q(1)

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