等值梁法

科技工作者之家 2020-11-17

等值梁法是根据板桩入土深度与基坑深度比值的大小,单支点板桩变形也不同,特别是入土部分。由此,将单支点板桩分成自由支承单支点板桩和嵌固支承单支点板桩。根据板桩入土深度与基坑深度比值的大小,单支点板桩变形也不同,特别是入土部分。由此,将单支点板桩分成自由支承单支点板桩和嵌固支承单支点板桩。

计算方法

a )自由支承; b )嵌固支承

图 1单支点板桩的两种计算类型

两种类型单支点板桩的土压力分布、弯矩和变形也不尽相同。板桩入土深度较浅,整个板桩都向坑内变形,板桩底端发生转动并有微小的位移,坑底的被动土压力得以全部发挥。如板桩的入土深度增加,由于作用在桩前被动土压力也随之增加,当达到某一平衡状态时,桩底 C 仅在原位置发生转动而无位移。上述两种板桩底端的支承相当于简支,称为自由支承。

如果入土深度继续增加,则桩前被动土压力随深度的增加继续增加,当达到一定深度 D 点时,板桩底部有一段既无位移也无转角,这时板桩在土中处于嵌固状态。这种板桩为单支点嵌固板桩,其在一定深度 D 点以下的弯矩为零。

分析图2所示的一端固定、一端简支的梁。它受到均布荷载作用,该梁的弯矩图及挠度曲线如(图 2b,c )所示。将梁 AD 在反弯点 C 处截断(因为C处弯矩为零),并设简单支承于截断处 ( 图 2d) ,则梁 A'C'的弯矩与原梁 AC 段的弯矩相同,我们称A'C' 为 AC 的等值梁。通过求解等值梁 A'C'的支座反力 Rc,即梁 C'D'的支座反力R'c ,由此可求得 C'D'梁的其他未知量。1

图2

a )荷载图; b )弯矩图; c )挠曲线; d )等值梁

基本原理假设梁ab的b端固定,另一端a剪支,其正负弯矩的转折点为c,若将梁ab在点c切断并于c点置于一自由支承,形成新的ac梁,此时ac梁上的弯矩与原ab梁上ac段上的弯矩相同,即可称ac梁为ab梁上ac段的等值梁。

锚桩支护桩锚支护是深基坑支护中一种比较常用的方法,该支护方法具有很多优点:施工设备简易,技术较成熟,造价较低,工期较短,方便开挖施工和主体工程的施工;桩挡墙刚度大,抗弯能力强,能有效地控制基坑壁的土体变形等。当基坑开挖深度较大时,采用悬臂桩不能满足变形及支护安全要求,为了减小支护结构的弯矩,应在桩上部设置锚杆,形成桩锚支护,有的则采用多锚桩支护。

特点在对多锚桩支护结构进行内力计算时,最重要的就是支护锚杆的布置层数及布置位置,这不但直接影响着锚杆内力的大小及锚杆的用量,而且还影响着桩的入土深度、桩的弯矩及剪力的大小,也就是说,桩的最大弯矩值和出现最大弯矩值的位置会随着锚杆支撑位置的变化而出现很大的变化。多锚桩支护结构中锚杆的布置方式通常可以分为等弯矩布置和等反力布置两种,等弯矩布置就是将锚杆布置成使桩各跨度之间的最大弯矩相等,充分利用桩的抗弯强度;等反力布置就是使各层锚杆所受的力都相等,使支护结构内力计算相当的简化。这两种方法共同的缺点就是其内力计算没有考虑基坑开挖的过程,因为开挖前后及开挖过程中的锚桩支护结构的受力是不断变化的1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学

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