結(jié)構(gòu)仿真計算中群樁基礎(chǔ)的等效方法

摘 要：在結(jié)構(gòu)仿真計算時如果將群樁處理成固結(jié)基礎(chǔ)，這無法反映基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)的共同作用；如果真實地建立群樁參與結(jié)構(gòu)分析，雖然模擬了群樁對結(jié)構(gòu)的實際作用，但是大大增加了建模和計算工作量。本文基于m法采用“桿+彈簧”子結(jié)構(gòu)模擬群樁基礎(chǔ)，介紹了平面和空間群樁基礎(chǔ)的簡化等效方法，用于指導(dǎo)工程實踐。

關(guān)鍵詞：群樁；等效；子結(jié)構(gòu)；平面；空間

中圖分類號：U443 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.

群樁基礎(chǔ)為建筑、橋梁、海港等工程常見的基礎(chǔ)形式之一。群樁基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)本是一個整體，與上部結(jié)構(gòu)協(xié)同工作。考慮結(jié)構(gòu)—樁—土共同工作的計算模型是結(jié)構(gòu)分析的難點。

如果在結(jié)構(gòu)分析時，采用文克勒爾（E.winkler）土彈簧模型，即采用水平彈簧分別模擬各土層對樁基的作用，以空間梁單元模擬群樁的各樁基，這樣雖然較真實地模擬了群樁基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)的共同作用，但是建模和計算工作量大。

目前，最簡單的方法是將群樁基礎(chǔ)看成無限剛性體，以固結(jié)邊界代替群樁基礎(chǔ)，這顯然忽略了結(jié)構(gòu)—樁—土共同工作，與實際情況不符，以該模型的計算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，有時偏于不安全，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的安全問題；有時過于保守，浪費工程材料。

本文根據(jù)群樁對結(jié)構(gòu)受力的剛度貢獻(xiàn)特點，基于m法采用“桿+彈簧”子結(jié)構(gòu)模擬群樁基礎(chǔ)，介紹平面內(nèi)和空間群樁基礎(chǔ)的簡化等效方法，用于指導(dǎo)工程實踐。

1. 群樁基礎(chǔ)等效子結(jié)構(gòu)基本假設(shè)

群樁基礎(chǔ)對結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)作用相當(dāng)于一個剛度矩陣，稱為“群樁剛度”。……