6.1　引  言

在港口、挡土墙等结构物设计中常常采用打入或灌注钢筋混凝土桩。由于混凝土的抗拉强度只占抗压强度的很小一部分,桩在较小的弯曲变形(如10 mm)条件下就会发生张拉开裂。一旦发生开裂后,桩的截面抗弯刚度将显著降低,而桩的侧向变形出现较大的增长。然而桩发生开裂并不等同于发生了破坏,有时桩基在开裂后仍能正常工作。因此,对于钢筋混凝土桩,有必要考虑桩身抗弯刚度的非线性。

如果考虑桩身抗弯刚度的非线性,但不考虑轴向荷载作用,则桩的微分方程为

式中,EpIp与桩的变形有关。不过,在某级荷载作用下,对于桩身各个截面一般可认为要么完全开裂,要么未开裂。因此,对于给定的荷载水平,仍可假定EpIp值为常数,此时式(2-14)仍然有效,第4章给出的弹塑性解答仍然适用。

如果剪切模量和土体极限抗力分布已知,根据实测的桩基性状(如变形和弯矩),采用程序GASLFP或FDLLP可以反分析得到每级荷载对应的等效抗弯刚度。本章将通过土体或岩石中钢筋混凝土桩的非线性分析,研究桩身等效抗弯刚度随弯矩的变化关系,讨论桩的开裂弯矩(在该弯矩作用下,桩身发生开裂)、极限弯矩和等效抗弯刚度的分析方法。