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第一个例子:九个钻孔桩的混凝土板

一个10×10米,厚度为180毫米的混凝土板由九个钻孔桩支撑,其中四个钻孔桩(节点支撑5)包括中间钻孔桩仅承受Z方向的力。剩下的两个钻孔桩各自围绕X轴倾斜10°(节点支撑6),另外两个围绕Y轴倾斜10°(节点支撑7)并且一个钻孔桩倾斜关于X轴和Y轴(节点支撑8)的10°,使得水平力可以在相应的方向上被吸收并且系统是稳定的。

图片 01 - Ground Plan of Concrete Slab on Nine Bored Piles

该系统的载荷为4.5 kN /m²和两个线载荷,每个载荷为1.0 kN / m。

在第一个建模选项中,钻孔桩显示直的和倾斜的单值刚性支撑,而在第二个选项中,钻孔桩被建模为具有铰接连接的梁。这两个选项仅在梁的应变刚度方面不同。

图片 02 - Modeling Option 1 and 2 Without Member Elastic Foundation

第三个建模选项对应于第二个建模选项 - 在每个构件的局部y和z方向上由构件弹性基础延伸,其模拟相应底土的弹性。

图片 03 - Modeling Option 3 with Member Elastic Foundation

要输入弹簧常数,请参阅以下文章成员弹性基础1 :翻译和常见问题解答如何指定弹性成员基础?

结果显示了三种选择的差异。如上所述,关于支撑力,选项1和2之间基本上没有差异,因此结果也彼此对应。在给定的载荷下,在钻孔桩中产生张力和压缩力,这导致载荷相对不均匀地同时大量分布。关于最大支撑力,请选择这两个选项以确保安全。图04显示了可见性模式中选项1和2在一行中的支撑力。

图片 04 - Support Forces of Options 1 and 2, in One Row in the Visibility Mode

建议进入弹性地基部件,以减少支撑力并使其均匀分布。由此产生的剪切力和弯矩相对较低,因此这里仅考虑发生的法向力和支撑力。图05显示了可见性模式中一行中选项3的支撑力。

图片 05 - Support Forces of Option 3 with Member Eleastic Foundation, in One Row in Visibility Mode

例:三根钻孔桩的钢结构

钢结构由两根刚性连接的钢梁组成,每根长3米,长1米,在支架末端的三个方向上装载三个单独的负载。围绕X轴和Y轴倾斜10°的三个钻孔桩是支撑件。

这里考虑两种建模选项:选项1没有构件弹性基础,选项2具有构件弹性基础。

图片 06 - Isometry Option 2

如果您考虑XZ平面和YZ平面中的结构系统,您会很快注意到由于钻孔桩在一个公共点处相交的有效力线,结构是不稳定的。

因此,您必须在此处应用成员弹性基础。

摘要

在对钻孔桩结构进行建模时,有或没有构件弹性基础的两个选项提供不同的结果。没有构件弹性基础的选择对于桩的法向力可以被认为是不利的,而具有构件弹性基础的选择通常更经济。如果结构不够坚硬,则必须使用构件基础,前提是不存在任何其他水平加固。

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