剪切变形对基桩PΔ效应影响,这是一篇与剪切论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
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摘 要：
给出了小剪切变形下的基桩PΔ效应和大剪切变形下支座PΔ效应计算的杆单元刚度矩阵方程.假定杆单元弯曲变形位移函数为三次幂函数,剪切变形函数为线性函数,根据有限元法一般原理,推导了一种同时计入竖向力径向剪切分力剪切变形和水平力剪切变形的PΔ效应杆单元刚度方程,推导了一种仅计入竖向力径向剪切分力剪切变形而忽略水平力剪切变形的PΔ效应杆单元刚度方程,推导了一种仅计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的PΔ效应杆单元刚度方程.计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的PΔ效应杆单元可良好的模拟支座在大剪切变形下的偏心工作特性,能实时计入其偏心弯矩影响,为实时计入支座偏心特性的结构动静力分析提供了理论支撑.最后通过自编MATLAB程序进行算例分析,结果表明,计入支座大剪切变下的PΔ效应后,基桩内力位移和地基土压力均显著增大.基桩自身剪切变形对桩身内力位移和地基土压力影响较小,可以忽略.
关键词：基桩；支座；水平力剪切变形；竖向力径向剪切分力；PΔ效应；有限杆单元法
中图分类号：TU470
文献标志码：A文章编号：16744764（2016）06006210
Abstract：Finite pole element method is presented for PΔ effect analysis of pile and bearing while shear deformation is well considered. It is assumed that horizontal displacement of the pole element has a longitudinally cubic power function and the shear displacement has a longitudinally linear function, the PΔ effect pole element rigid equation considering the shear deformation produced by lateral load and the radial component of vertical load, is derived. The PΔ effect pole element rigid equation considering the shear deformation only produced by lateral load is derived in the paper. The PΔ effect pole element rigid equation considering the shear deformation only produced by the radial component of vertical load, is derived in the paper. And the PΔ effect pole element considering the shear deformation only produced by lateral load can simulate the bearing working eccentrically well in realtime. Matlab process of finite pole element method for PΔ effect analysis of pile and bearing is edited, and case analysis is done, and the theory and the method is proved good. Finally conclusions are drawn as follows： （i） the PΔ effect analysis result of pile will increase obviously while the eccentric bending moment of the bearing is well considered； （ii） the deformation has little effect on the PΔ effect analysis result of the pile and bearing.
Keywords：
pile； bearing； lateral shear deformation； radial component of vertical load； PΔ effect； finite pole element method
倾斜荷载下的基桩,不仅水平力产生剪切变形,竖向力因转角产生径向剪切分力也将产生剪切变形.桩顶支座大剪切变形下的PΔ效应极显著,不容忽略.目前,计入剪切变形的基桩PΔ效应计算的有杆单元法尚似未见报道.而弹簧、刚臂或等效偏心弯矩均难实时模拟支座大剪切变形下的PΔ效应.因此研究计入小剪切变形下的基桩PΔ效应和大剪切变形下支座PΔ效应计算方法具有实际意义.
目前基桩PΔ效应计算分析方法较多,可分为解析解法和有限元法两大类.线弹性土中基桩PΔ效应静力计算解析解,主要有m法假定的幂级数解[1],C法（张氏法）假定的解析解[23],以及 （mz+C）法假定的幂级数解[4].随后栾鲁宝等[5]给出了粘弹性土中考虑PΔ效应时基桩水平振动的解析解答.赵明华等[6]提出应用有限元-有限层法进行基桩PΔ效应计算.在有限杆元法中,通过附加几何刚度矩阵来考虑PΔ效应.常用的杆单元几何刚度矩阵为线性近似的几何刚度矩阵或一致几何刚度矩阵.但因假定和推导过程差异,几何刚度矩阵形式较多.王用中等 [7]、赵明华等[8,10]、夏拥军等[9]均给出了不同形式的PΔ效应杆单元刚度矩阵方程.梁仁杰等[11]提出用白噪声扫描的手段,结合数值计算的方法,求解结构考虑 PΔ 效应时的模态参数,并研究了PΔ 效应对结构动力特性影响.李刚等[12]应用有限杆单元法对结构PΔ效应动力分析,认为PΔ效应将降低结构抗震能力.耿江玮等[13]对考虑材料非线性和PΔ效应的非规则连续梁桥进行地震反应分析,魏标等[14]重点研究了支座布置对不等高墩非规则连续梁桥地震响应的影响,张志俊等[15]进行了弹性支座对桥梁车致振动的隔振效果研究,以上学者均用弹簧或弹簧阻尼单元模拟桥梁支座,忽略了支座的偏心弯矩效应.马长飞等[16]、刘彦辉等[17]通过构造水平力偶代替支座偏心弯矩,应用有限杆单元法对上下部结构和隔震支座进行了地震反应分析,虽考了了支座偏心弯矩效应,但求解较复杂,通用性不足.孟凡濤等[18]综合考虑剪切变形和梁柱节点连接半刚性影响的基础上,给出了框架柱的抗侧移刚度公式,认为剪切变形对框架结构的 PΔ 效应影响显著,已超出工程上可接受的 5%的误差范围.
结论：关于本文可作为相关专业剪切论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文剪切刀片论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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