一種樁身彎矩計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于單粧水平靜載荷試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過單粧水平靜載荷試驗(yàn)進(jìn)行粧身彎矩計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，通過單粧水平靜載荷試驗(yàn)計(jì)算粧身彎矩的計(jì)算方法一般采用下列方法:
O對(duì)于鋼粧、混凝土粧截面沒有開裂(水平位移很小)的情況下采用材料力學(xué)公式計(jì)算;
2)而對(duì)于大多數(shù)混凝土粧截面發(fā)生開裂后，需計(jì)算中性軸位置、彈性區(qū)高度、估算塑性區(qū)高度、估算塑性區(qū)范圍內(nèi)的極限拉應(yīng)力，然后計(jì)算受壓區(qū)壓力后受拉區(qū)拉力對(duì)中性軸矩之和(包括鋼筋和混凝土)，計(jì)算過程復(fù)雜。
[0003]在上述計(jì)算方法中還需要一個(gè)未知量一一彈性模量E，對(duì)于鋼粧彈性模量基本穩(wěn)定，可以作為一個(gè)常量且受壓、受拉時(shí)相等；而對(duì)于大多數(shù)混凝土粧其模量隨應(yīng)變量的大小而變化(可達(dá)數(shù)倍)，且受壓、受拉時(shí)模量不等，使計(jì)算結(jié)果誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種粧身彎矩計(jì)算方法，該計(jì)算方法通過建立標(biāo)準(zhǔn)截面的彎矩M與對(duì)應(yīng)的彎曲應(yīng)變?chǔ)?ε的關(guān)系函數(shù)Μ(Δ ε )，以使當(dāng)實(shí)測(cè)任一粧身截面時(shí)得到的彎曲應(yīng)變?chǔ)?ε代入關(guān)系函數(shù)M (Δ ε )中時(shí)能計(jì)算得到對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)截面的彎矩Μ。
[0005]本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
一種粧身彎矩計(jì)算方法，其特征在于所述計(jì)算方法包括如下步驟:在所述粧身上選定1-3個(gè)應(yīng)變計(jì)的位置作為標(biāo)準(zhǔn)截面，分別計(jì)算各所述標(biāo)準(zhǔn)截面在各級(jí)水平試驗(yàn)荷載H作用下的彎矩Μ，建立所述標(biāo)準(zhǔn)截面的彎矩M與對(duì)應(yīng)的彎曲應(yīng)變?chǔ)?ε的關(guān)系函數(shù)M (Δ ε );將各截面實(shí)測(cè)得到的彎曲應(yīng)變?chǔ)?ε代入關(guān)系函數(shù)M (Δε)中計(jì)算對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)截面的彎矩Μ。
[0006]所述粧身標(biāo)準(zhǔn)截面的彎矩M計(jì)算公式為:
M=H*L「M抵抗
式中，H為施加于粧身上的水平試驗(yàn)荷載；
L1S水平試驗(yàn)荷載H與標(biāo)準(zhǔn)截面之間的距離；
為土體反力對(duì)粧身標(biāo)準(zhǔn)截面所產(chǎn)生的抵抗彎矩。
[0007]所述土體反力對(duì)粧身標(biāo)準(zhǔn)截面所產(chǎn)生的抵抗彎矩的計(jì)算公式為:
M 抵抗=m*Y0*b0*L23/6
式中，m為地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)，采用靜載荷試驗(yàn)得到的荷載位移數(shù)據(jù)計(jì)算;
Ytl為各級(jí)水平試驗(yàn)荷載H所對(duì)應(yīng)的水平位移； k為粧身計(jì)算寬度；
L2為標(biāo)準(zhǔn)截面離地面的距離。
[0008]所述計(jì)算方法還包括步驟:根據(jù)各截面實(shí)測(cè)的彎曲應(yīng)變?chǔ)?ε利用已建立的關(guān)系函數(shù)M (Δ ε )計(jì)算各測(cè)試截面的彎矩，繪制在各級(jí)水平荷載H下的粧身彎矩圖。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，充分利用測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可避免由粧身混凝土彈性模量E的不確定性引起的計(jì)算誤差，計(jì)算方法簡(jiǎn)便，誤差小精度高。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明中水平靜載荷試驗(yàn)的計(jì)算模型示意圖；
圖2為本發(fā)明中標(biāo)準(zhǔn)截面彎矩與彎曲應(yīng)變關(guān)系曲線示意圖；
圖3為本發(fā)明中各級(jí)荷載下的粧身彎矩圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
如圖1-3，圖中標(biāo)記1-2分別為:應(yīng)變計(jì)1、粧身2。
[0012]實(shí)施例:如圖1所示，本實(shí)施例具體涉及一種粧身彎矩計(jì)算方法，該計(jì)算方法包括如下步驟:
(1)建立如圖1所示的水平靜載荷試驗(yàn)計(jì)算模型，粧身2豎向設(shè)置于土體中；
(2)如圖1所示，在粧身2上選定3個(gè)應(yīng)變計(jì)I的位置作為標(biāo)準(zhǔn)截面，本實(shí)施例以第I個(gè)應(yīng)變計(jì)I的位置作為標(biāo)準(zhǔn)截面來演示計(jì)算方法，對(duì)粧身2逐級(jí)施加不同大小的水平荷載H，之后計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)截面在各級(jí)水平荷載H作用下的彎矩Μ,其值為試驗(yàn)水平荷載對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)截面產(chǎn)生的彎矩(WL1)減去土體反力對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)截面所產(chǎn)生的抵抗彎矩，即:
M=H*L「M抵抗
式中，H為施加于粧身上的水平試驗(yàn)荷載；
L1S水平試驗(yàn)荷載H與標(biāo)準(zhǔn)截面之間的距離；
為土體反力對(duì)粧身標(biāo)準(zhǔn)截面所產(chǎn)生的抵抗彎矩；
(3)上一步驟中，土體反力對(duì)粧身2標(biāo)準(zhǔn)截面所產(chǎn)生的抵抗彎矩Meft采用地基水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m值來進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下:
M 抵抗=m*Y0*b0*L23/6
式中，m采用靜載荷試驗(yàn)得到的荷載位移數(shù)據(jù)計(jì)算；
Ytl為各級(jí)水平試驗(yàn)荷載H所對(duì)應(yīng)的水平位移；
K為粧身計(jì)算寬度；
L2為標(biāo)準(zhǔn)截面離地面的距離；
故，由此可以得到，該標(biāo)準(zhǔn)截面的彎矩M的計(jì)算公式為；
需要說明的是，本實(shí)施例中在計(jì)算土體反力對(duì)粧身2標(biāo)準(zhǔn)截面所產(chǎn)生的抵抗彎矩Meft除了可以采用地基水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m值外，也可以采用土體的強(qiáng)度參數(shù)、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)等進(jìn)行計(jì)算；
(4)如圖2所示，建立標(biāo)準(zhǔn)截面的彎矩M與對(duì)應(yīng)的彎曲應(yīng)變?chǔ)诺年P(guān)系函數(shù)(或曲線)M ( Δ ε )，此處各標(biāo)準(zhǔn)截面上對(duì)應(yīng)的彎曲應(yīng)變?chǔ)?ε由應(yīng)變計(jì)I量測(cè)獲得；
(5)根據(jù)各截面實(shí)測(cè)到的彎曲應(yīng)變?chǔ)?ε，并利用已建立的關(guān)系函數(shù)(或曲線)M (Δε)計(jì)算各個(gè)測(cè)試截面的彎矩，之后繪制在各級(jí)不同大小水平荷載下的粧身彎矩圖，本實(shí)施例中各級(jí)不同大小的水平荷載具體是20ΚΝ、30ΚΝ、40ΚΝ、50ΚΝ、60ΚΝ、70ΚΝ、80ΚΝ，如圖3所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種粧身彎矩計(jì)算方法，其特征在于所述計(jì)算方法包括如下步驟:在所述粧身上選定1-3個(gè)應(yīng)變計(jì)的位置作為標(biāo)準(zhǔn)截面，分別計(jì)算各所述標(biāo)準(zhǔn)截面在各級(jí)水平試驗(yàn)荷載H作用下的彎矩M，建立所述標(biāo)準(zhǔn)截面的彎矩M與對(duì)應(yīng)的彎曲應(yīng)變?chǔ)?ε的關(guān)系函數(shù)M (Δε)；將各截面實(shí)測(cè)得到的彎曲應(yīng)變?chǔ)?ε代入關(guān)系函數(shù)Μ( Λ ε )中計(jì)算對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)截面的彎矩Μ。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粧身彎矩計(jì)算方法，其特征在于所述粧身標(biāo)準(zhǔn)截面的彎矩M計(jì)算公式為: M=H*L「M抵抗 式中，H為施加于粧身上的水平試驗(yàn)荷載； L1S水平試驗(yàn)荷載H與標(biāo)準(zhǔn)截面之間的距離； 為土體反力對(duì)粧身標(biāo)準(zhǔn)截面所產(chǎn)生的抵抗彎矩。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種粧身彎矩計(jì)算方法，其特征在于所述土體反力對(duì)粧身標(biāo)準(zhǔn)截面所產(chǎn)生的抵抗彎矩Meft的計(jì)算公式為:M 抵抗=m*Y0*b0*L23/6 式中，m為地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)，采用靜載荷試驗(yàn)得到的荷載位移數(shù)據(jù)計(jì)算; Ytl為各級(jí)水平試驗(yàn)荷載H所對(duì)應(yīng)的水平位移； K為粧身計(jì)算寬度； L2為標(biāo)準(zhǔn)截面離地面的距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粧身彎矩計(jì)算方法，其特征在于所述計(jì)算方法還包括步驟:根據(jù)各截面實(shí)測(cè)的彎曲應(yīng)變△ ε利用已建立的關(guān)系函數(shù)M (Δ ε )計(jì)算各測(cè)試截面的彎矩，繪制在各級(jí)水平荷載H下的粧身彎矩圖。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種樁身彎矩計(jì)算方法，其特征在于所述計(jì)算方法包括如下步驟：在所述樁身上選定1-3個(gè)應(yīng)變計(jì)的位置作為標(biāo)準(zhǔn)截面，分別計(jì)算各所述標(biāo)準(zhǔn)截面在各級(jí)水平試驗(yàn)荷載H作用下的彎矩M，建立所述標(biāo)準(zhǔn)截面的彎矩M與對(duì)應(yīng)的彎曲應(yīng)變?chǔ)う诺年P(guān)系函數(shù)M（Δε）；將各截面實(shí)測(cè)得到的彎曲應(yīng)變?chǔ)う糯腙P(guān)系函數(shù)M（Δε）中計(jì)算對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)截面的彎矩M。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，充分利用測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可避免由樁身混凝土彈性模量E的不確定性引起的計(jì)算誤差，計(jì)算方法簡(jiǎn)便，誤差小精度高。
【IPC分類】E02D33/00
【公開號(hào)】CN104963367
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510376758
【發(fā)明人】唐堅(jiān)
【申請(qǐng)人】上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日