基于位移限值控制的抵抗大水平推力的群桩设计分析方法与流程

技术特征：
1.基于位移限值控制的抵抗大水平推力的群桩设计分析方法；其特征在于，包括如下步骤:步骤1、将根据现行设计规范确定的地基土水平向抗力系数的比例系数m输入计算机，根据以下公式计算第i桩身节点的约束弹簧刚度ki，其中i＝1,2,3
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，具体公式如下：ki＝m
×
hi
×
b
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δh；其中，m为地基土水平向抗力系数的比例系数；hi为桩身第i节点相对于等代地面线的埋深；b为桩身计算宽度；δh为桩身单元长度，δh＝1m；步骤2、确定单桩参数，具体包括如下步骤：步骤2.1、确定桩长；分别按不同桩长的类型，即l1＝6、l2＝8、l3＝10、l4＝12
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lj＝(j 2)*2，建立若干单桩模型；其中j表示不同桩长的类型编号；采用直径为d，单元长度δh＝1m的梁单元进行模拟，在桩身各节点侧向约束刚度ki，桩顶施加单位水平力f0＝1kn，基于通用杆系有限元程序分析，得到不同桩长的桩顶水平位移uj；当0.999≤uj 1/uj≤1.001，则可认为uj所对应的桩长lj为最优桩长，计作l；步骤2.2、确定单桩初始刚度；以所述最优桩长l为模型，在桩顶施加单位水平力f0＝1kn，基于通用杆系有限元程序分析，得到桩顶水平位移u0，计单桩初始刚度为k0＝f0/u0；步骤3、根据以下公式确定桩数n：n＝max(n1,n2)；n1＝f/(k0
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[u])；n2＝f/([v])；其中，f为结构所承担的水平推力；[u]为根据所述比例系数m所对应的位移限值或满足结构自身使用需要的位移限值；[v]为单桩抗剪承载力；步骤4、确定初始桩间距s＝3d；步骤5、确定群桩参数，具体包括以下步骤：步骤5.1、根据所述约束弹簧刚度ki、所述最优桩长l、所述桩数n和所述桩间距s建立群桩模型；筏板纵横向尺寸bl
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bb应满足n根桩布置的构造要求，bl方向上布置nl排桩，bb方向上布置nb排桩，n＝nl
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nb，以结构所承担的水平推力f平行的方向为bl方向；步骤5.2、沿bl方向将筏板平均分为三个区域，每个所述区域均占bl/3，分别为近f端、中端、远f端；三个所述区域按初始桩间距s＝3d均匀布置，然后基于通用杆系有限元程序分析，可得到近f端、中端、远f端桩顶的初始水平位移分别压力uj、uz、uy；步骤5.3、计τ＝uj/[u],δ＝uy/[u]，则所述近f端的桩基直径调整为d’＝τd，桩间距调整为s’＝s/τ，所述远f端的桩基直径调整为d”＝δd，桩间距调整为s”＝s/δ；
然后，按所述近f端调整后的桩基直径d’及相应桩间距s’和所述远f端调整后的桩基直径d”及相应桩间距s”调整所述步骤5.1中的所述群桩模型；调整完成后，再次基于通用杆系有限元程序分析，再次得到所述近f端、所述中端和所述远f端调整后的桩顶水平位移分别压力uj’、uz’、uy’；当满足uj’<[u]、uz’<[u]、uy’<[u]时，则相应的所述近f端调整后的桩基直径d’及相应桩间距s’和所述远f端调整后的桩基直径d”及相应桩间距s”为所述群桩参数的最优值；当不满足时，所述近f端、所述中端和所述远f端调整后的桩顶水平位移分别压力uj’、uz’、uy’替换将初始水平位移分别压力uj、uz、uy循环执行步骤5.3，直至满足为止。2.根据权利要求1所述的基于位移限值控制的抵抗大水平推力的群桩设计分析方法，其特征在于，在所述步骤5.3中，所述近f端调整后的桩基直径d’所对应的桩间距s’和所述远f端调整后的桩基直径d”所对应的桩间距s”均在2.5d至5d之间。

技术总结
本发明公开了基于位移限值控制的抵抗大水平推力的群桩设计分析方法；包括如下步骤:步骤1、计算第i桩身节点的约束弹簧刚度Ki；步骤2、确定单桩参数；步骤3、根据以下公式确定桩数；步骤4、确定初始桩间距；步骤5确定群桩参数。本发明以桩基位移限值控制为基础，通过调节各排桩基的直径、间距，达到调节群桩刚度的目的，从而充分发挥各桩的承载能力，使其均匀受力。受力。受力。


技术研发人员：张兴其
受保护的技术使用者：合肥市市政设计研究总院有限公司
技术研发日：2022.01.04
技术公布日：2022/4/15