文档介绍：压顶圈梁和支护桩的空间协同作用的分析* 朱彦鹏褚玲(甘肃工业大学兰州 730050) 摘要: 通过对压顶圈梁和支护桩的空间协同作用的分析,建立了圈梁与支护桩协同工作的简化计算模型,通过应用有限单元法将圈梁对支护桩的约束作用进行研究,对二者的相互作用提出了新的分析方法。关键词: 圈梁支护桩单层多跨框架有限单元法 ANALYSISOFSPATIALINTERACTIONBETWEENTOPRINGBEAMAND RETAININGPILE ZhuYanpengChuLing (GansuUniversityofTechnology Lanzhou 730050) Abstract: Byanalyzingaspatialinteractionbetweenthetopringbeamandtheretainingpile,asimplemodelofcooperationwork affectsonretainingpileandanewanalyticmethodofthemisproposed. Keywords: topringbeam retainingpile single-layermulti-spanframe finiteelementmethod *甘肃省自然科学基金资助项目。第一作者:朱彦鹏男 1961年5月出生教授收稿日期:2000-12-09 目前,在工程中常用造价较低的单排混凝土灌注桩对基坑进行支护。在基坑开控深度7~12m时,为了保证排桩的刚度和承载能力,通常在桩顶设置一道断面尺寸较大的圈梁[1]。工程实践表明,合理设置圈梁可以改善每根桩的受力性能和变形状态,对减小桩身位移起到一定作用。但是在工程实践中,只把圈梁作为一种安全储备,按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)进行设计,造成设计的不合理,工程造价的提高。本文提出把圈梁和桩的相互作用按单层多跨框架结构设计的计算模型,分析了圈梁对支护桩的空间约束作用。 1考虑圈梁效应的简化计算 圈梁与支护桩相互作用的模型现取出部分支护桩和圈梁结构,简化成框架结构进行节点、单元划分,如图1。图1 单层多跨框架节点单元划分计算模型 基本假定(1)开挖面以上支护桩按照平面杆系计算,开挖面以下支护桩按照弹性地基梁计算; (2)不考虑圈梁对支护桩的扭矩作用; (3)支护桩背土压力按分层土压力计算,每根桩的土压力相同,示于图2。图2 第i根桩的分层荷载计算简图 第i根桩的有限元分析支护桩分析和设计的有限单元法是当前可以采用的最有效的方法[2],它可以分析许多特殊问题。 18 IndustrialConstruction2001,, 工业建筑 2001年第31卷第3期支护桩沿竖向划分有限个单元,其中开挖面以上按一般梁单元划分,计算刚度,开挖面以下按弹性地基梁计算,如图3所示。图3 第i根桩总力的P-X编码和单元的内力(包括土弹簧) 在开挖面以下,必须采用一个合理的k s值来进行计算。对于非线性土体,可按与弹性地基梁相同的方法