第四章-高桩码头2课件

第四节

高桩码头的计算

一、面板内力计算（一）计算图式和计算跨度四边支承板，判别la长边与短边lb，单向板、双向板根据支座约束情况确定简支板、连续板、悬臂板。跨度见表4－4－1P86板梁式码头结构设计2023/7/191港口水工建筑（二）集中荷载的接触宽度和传递宽度（三）集中荷载作用下板的计算宽度1、集中荷载作用下单向简支板和连续板计算宽度2、集中荷载作用下悬臂板计算宽度2023/7/192港口水工建筑（四）内力计算1、悬臂板2、单向板3、双向板4、装配式整体板计算对象：均布荷载按单宽计算，集中荷载按计算宽度bc计算2023/7/193港口水工建筑双向板承受集中荷载作用时，受冲切承载力设计值：2023/7/194港口水工建筑冲切锥体周长面板表面垫层厚度8～10cm垫层内必须配置纵、横向构造钢筋，其配筋率取受力钢筋截面面积的15％。其直径不宜小于8mm。间距不宜大于250mm。2023/7/195港口水工建筑板的搁置长度应根据计算确定，规范规定：简支板不宜小于200mm，叠合板不宜小于150mm板跨度小于3m时，搁置长度可以适当减小。铰接空心板的截面由计算确定，板的肋宽不应小于80mm，孔洞上下板厚度不应小于70mm。孔洞较大时，应验算孔顶强度2023/7/196港口水工建筑二、纵梁计算

（一）计算图式和计算跨度在支座处断开或上部钢筋断开的纵梁按简支梁计算；支座处整体连接的梁按连续梁计算，有时为悬臂梁。（二）计算荷载：面板传递均布荷载、集中荷载－－活载（三）内力计算活载按影响线确定最不利位置。按连续梁或简支梁计算。2023/7/197港口水工建筑三、横向排架计算（一）计算图式的确定1、计算单元：高桩码头沿码头方向分成若干段，每个分段是一个空间整体结构。应取一个结构分段进行计算，但是这样的计算比较复杂，只有重要码头建筑物按此空间结构进行计算，一般情况下，均简化为平面问题进行计算。简化条件如下：2023/7/198港口水工建筑结构分段长度比宽度大很多，一般大3～4倍，即纵向平面刚度相对较小，各横向排架基本上是独立工作分段内各横向排架的间距和结构相同各横向排架的承载条件和能力相同取一个横向排架作为计算单元，计算段长等于横向排架的间距。2023/7/199港口水工建筑2、桩台刚性（1）刚性桩台：桩台刚度为无穷大，横向排架受力后，桩台只有变位无变形，（2）柔性桩台：桩台有一定刚度，横向排架受力后既有变位、又有变形，板梁式或无梁板式上部结构属于柔性桩台。（3）非刚性桩台：桩台支座处桩的刚度很小，接近于零。钢结构、木结构以及钢筋混凝土横梁做成简支梁的码头。桩台简化为简支梁工作。2023/7/1910港口水工建筑3、桩端约束性质

桩端约束性质与桩下端埋入地基的实际情况及桩顶与桩台的连接有关。

确定桩端固定性质时，要考虑实际连接性质和对结构内力的影响。分析桩端固定对有叉桩结构、全直桩结构内力不同影响一般按下面规定确定：2023/7/1911港口水工建筑如果布置有叉桩，桩两端一般按铰接考虑。但是桩台线刚度（EI/L)与桩线刚度之比小于等于4时，两端应按考虑为固接。

全部为直桩时，桩两端应按固接考虑，特殊情况下，至少一端是固接。端承桩（桩的入土深度较浅）的底端应按铰接考虑，钢、木结构中桩顶与上部结构的连接也按铰接。对于摩擦桩计算时桩的下端一般按弹性嵌固考虑。2023/7/1912港口水工建筑4、桩台的计算跨度

单桩以桩轴线与桩底面或横梁中和轴的交点的距离为桩台式横梁的计算跨度。当桩顶有桩帽时应考虑桩帽对计算跨度的影响，需对上面计算跨度的计算结果进行修正。对算出的弯矩乘以跨度折减系数n，或者削去弯矩图和剪力图的峰值2023/7/1913港口水工建筑5、桩的受弯计算长度桩的自由长度与桩在土中嵌固点深度之和。实际为弹性嵌固，通常假定嵌固点位置。2023/7/1914港口水工建筑（二）作用于作用效应组合永久作用、可变作用、偶然作用，受力最不利的情况考虑。

作用组合

永久作用与可能同时出现的可变作用的组合，不可能同时出现的荷载不应组合在一起；

最不利荷载组合不易判断，应取几种组合进行内力计算，并以内力最大值包络图为控制条件。

梁板的布置方式对面板上荷载传递方式有很大影响，也影响到横向排架的计算。具体传递方式说明。

2023/7/1915港口水工建筑（三）桩的刚性系数桩的刚性系数是指是桩顶发生单位变为（轴向位移、法向位移、或转角）需在桩顶所施加的力。以C表示。1、轴向刚性系数CeN：桩顶发生单位轴向位移，在桩顶所施加的轴向力。kN/m2、其它刚性系数：CΔQ――使桩顶发生单位法向位移所需施加的切向力2023/7/1916港口水工建筑CΔM――使桩顶发生单位法向位移所需施加的力矩CφQ――使桩顶发生单位转角所需施加的切向力CφM――使桩顶发生单位转角所需施加的力矩假定桩入土段受地基弹性嵌固，按照文克尔假定的“m”法计算具体计算参考有关文献。2023/7/1917港口水工建筑（四）刚性桩台横向排架计算原理刚性桩台横向排架可视为一刚性横梁支承在弹性桩上的平面结构系统。

由于刚性桩台，受力后无变形，仅有整体的水平位移、竖向位移和转角，根据作用于桩台上力的平衡条件，建立三元联立方程式，求解三个变位，从而求得桩的内力。

2023/7/1918港口水工建筑1、基本假定假设桩与桩台为固接，桩台刚度为无穷大，在外力作用下只发生变为不发生变形，所有桩顶均在同一水平面上。各符号意义见图示。2、桩顶变位水平位移：an=a竖向位移：bn=b0+cxn转角：cn=c2023/7/1919港口水工建筑3、桩顶断面的内力分别等于桩顶变位乘以相应的桩的刚性系数；桩顶轴向力桩顶剪力桩顶弯矩2023/7/1920港口水工建筑4、静力平衡条件根据桩台上外力和桩顶反力的平衡条件得到：2023/7/1921港口水工建筑5、桩的内力计算由上述平衡条件可以解得桩顶变位，从而分别解出桩顶轴力、剪力、弯矩采用竖向弹性地基梁“m”计算桩的内力2023/7/1922港口水工建筑2023/7/1923港口水工建筑2023/7/1924港口水工建筑2023/7/1925港口水工建筑2023/7/1