[发明专利]深厚填土荷载下单(双)排隔离管桩结构计算方法、系统及存储介质在审
申请号: | 202111385851.9 | 申请日: | 2021-11-22 |
公开(公告)号: | CN114117598A | 公开(公告)日: | 2022-03-01 |
发明(设计)人: | 徐传堡;郑俊杰 | 申请(专利权)人: | 武汉大学 |
主分类号: | G06F30/13 | 分类号: | G06F30/13 |
代理公司: | 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人: | 黄靖 |
地址: | 430072 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 深厚 填土 荷载 隔离 结构 计算方法 系统 存储 介质 | ||
1.一种深厚填土荷载下单(双)排隔离管桩结构计算方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1.初步采用单排管桩结构进行隔离,确定其布置方案、桩顶标高及桩底入土深度;
步骤S2.对单排隔离结构,基于“简化荷载结构模型”计算隔离结构内力及位移响应,并判断隔离结构内力变形是否满足要求;
步骤S3.对不满足要求的单排隔离结构,调整其桩径或桩间距,或采用双排隔离结构,采用双排隔离结构时基于“非开挖双排桩模型”计算隔离结构内力及位移响应;
步骤S4.在满足隔离结构内力及位移要求的前提下,基于平面有限元法进行主体结构与隔离结构的整体共同作用分析,并判断主体结构内力变形是否满足要求;
步骤S5.最终确定安全可靠且经济合理的单(双)排隔离管桩方案。
2.根据权利要求1所述的深厚填土荷载下单(双)排隔离管桩结构计算方法,其特征在于:所述步骤S1中,单排管桩的布置方案指其桩径、桩间距大小;桩顶标高涉及填土引起的附加应力大小,根据使用需要进行调整;桩底入土深度进入坚硬土层。
3.根据权利要求1所述的深厚填土荷载下单(双)排隔离管桩结构的计算方法,其特征在于,所述步骤S2,包括以下步骤:
步骤S21.根据单排桩桩顶与主体结构的连接方式、桩底的入土深度确定计算支座条件;
步骤S22.确定单桩土压力计算宽度及土反力计算宽度;
步骤S23.确定填土附加应力在单桩上引起的外荷载大小;
步骤S24.采用“简化荷载结构模型”进行计算,并判断隔离结构内力变形是否满足要求。
4.根据权利要求3所述的深厚填土荷载下单(双)排隔离管桩结构的计算方法,其特征在于:所述步骤S21中,若单排桩与主体结构通过连接板或格梁连接,可等效其桩顶支座为可转动铰支座,若桩底进入一定深度的硬土层,可等效其桩底支座为可转动铰支座。
5.根据权利要求3所述的深厚填土荷载下单(双)排隔离管桩结构的计算方法,其特征在于:所述步骤S21中,作用在单根支护桩上的土压力计算宽度取排桩间距,土反力计算宽度根据规范规定取值。
6.根据权利要求3所述的深厚填土荷载下单(双)排隔离管桩结构的计算方法,其特征在于:步骤S23中,附加应力在单桩上引起的外荷载取为静止土压力,对放坡堆填段,应力扩散角取为45°。
7.根据权利要求1所述的深厚填土荷载下单(双)排隔离管桩结构的计算方法,其特征在于:所述步骤S3,包括如下步骤:
步骤S31.调整单排隔离结构的桩径或桩间距,重新采用“简化荷载结构模型”进行计算,直至满足内力变形要求;
S32.若上述调整无法满足内力变形,采用双排隔离结构,计算时对双排桩冠梁或连接板截面高度进行折减;
S33.对双排桩桩顶设置刚性铰;
S34.设置开挖深度为0.1~0.5m;
S35.采用“非开挖双排桩模型”进行计算,并判断隔离结构内力变形是否满足要求。
8.根据权利要求1所述的深厚填土荷载下单(双)排隔离管桩结构的计算方法,其特征在于:所述步骤S4中,根据主体结构设计基础方案、上述“简化荷载结构模型”和“非开挖双排桩模型”计算出的单(双)排桩桩径、桩距及排距,建立平面有限元模型进行分析,其中隔离桩采用梁单元模拟并设置桩间距,桩端约束为实际地层,外荷载为深厚填土等效的均布荷载;主体结构内力变形控制标准取决于材料强度及使用要求。
9.根据权利要求1所述的深厚填土荷载下单(双)排隔离管桩结构的计算方法,其特征在于:所述步骤S5中,在单(双)排隔离管桩结构自身满足强度变形要求的前提下,采用使主体结构基础安全可靠的最经济隔离方案,若采用双排隔离管桩,还可于桩间或桩后设置疏密渐变的搅拌桩,形成带过渡段的复合隔离结构。
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