[发明专利]一种圆筒式基坑支护桩桩顶冠梁水平抗侧刚度计算方法

摘要

本发明提供一种圆筒式基坑支护桩桩顶冠梁水平抗侧刚度计算方法，通过将圆筒支护体系简化为轴对称受力问题，建立圆筒式基坑支护桩桩顶冠梁水平抗侧刚度的计算公式，计算得到桩顶冠梁抗侧刚度后，即可以采用传统的弹性抗力法对圆筒式基坑支护结构进行分析设计，能更真实的反映支护桩的变形及受力状态，充分利用圆筒式基坑的空间效应，减少甚至避免圆筒式基坑的有形支撑，便于基坑的土方开挖和节省工程施工工期和成本，又可减少能耗，具备较大的经济效益和社会效益。

主权项

一种圆筒式基坑支护桩桩顶冠梁水平抗侧刚度计算方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，假定：1)支护桩沿圆筒呈轴对称分布，所有支护桩的几何形状和桩身材料皆相同；2)圆筒周边土层地质条件相同，外部荷载沿圆筒呈轴对称分布；3)冠梁为环形，在工作荷载作用下为线弹性体，满足胡克定律；在满足假定条件下，将圆筒支护体系简化为轴对称受力问题；步骤2，以任一支护桩作为代表单元径向分析，单元计算宽度等于相邻两根支护桩柱心所对应的圆弧长度，得到桩顶位移引起冠梁的压缩应变ε为：ϵ=wR,---(1)]]>其中w为支护桩受到桩后土压力作用桩顶产生的沿圆筒基坑轴心运动的位移，R为圆筒基坑半径；由胡克定律得到冠梁的环向轴力T为：T＝EAε，  (2)其中E、A分别为冠梁的截面材料弹性模量及截面面积；对冠梁作受力分析，得到在计算单元内，冠梁两侧的环向轴力T对桩顶的等效轴向支撑力F表示为：F=2sin(θ02)T,---(3)]]>其中θ0为单元计算宽度对应的圆心角即为相邻两根支护桩所形成的的圆心角；步骤3，将步骤2中的公式1～3代入圆筒基坑支护桩桩顶冠梁水平抗侧刚度计算公式中得到冠梁水平抗侧刚度的理论值K0：K0=Fw=2sin(θ0/2)EAR.---(4)]]>