[发明专利]锚固点增强型桩结构计算方法

权利要求书

1.一种锚固点增强型桩结构计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将锚固点增强型桩结构拆分为锚固段、悬臂段和承台段，将锚固段和悬臂段竖直设置，将锚固段和悬臂段固定连接，将承台段水平设置，将承台段的端部固定连接在锚固段和悬臂段的连接处；

步骤二：将锚固段的截面积、锚固段的长度、悬臂段的截面积、悬臂段的长度、承台段的截面积和承台段的长度作为调整参数；

考虑承台段提供的反弯矩对悬臂段根部弯矩的平衡作用，分别计算锚固段、悬臂段和承台段在外力作用下的内力和变形；

根据边界条件和变形协调方程建立平衡方程，并求取悬臂段桩顶的未知量(φ_A、y_A、w_A)和承台段靠近填土侧的端部的未知量(φ_B、y_B、w_B)，然后通过传递矩阵一次性整体求解结构的内力与位移分布，其中φ为转角，y为扰度位移，w为轴向位移，所述平衡方程包括：

[F_A N_A M_A]^T＝[0 0 0]^T，

[F_B N_B M_B]^T＝[0 0 0]^T，

[F_D M_D y_D]^T＝[0 0 0]^T，

式中，AC段代表悬臂段，BC段代表承台段，CD段代表锚固段，悬臂段AC桩顶为自由端A，承台段BC靠近填土侧的端部为自由端B，为节点C在A方向的转角，为节点C在B方向的转角，为节点C在D方向的转角，为节点C在A方向的挠度位移，为节点C在B方向的挠度位移，为节点C在D方向的挠度位移，是节点C在A方向的轴向位移，是节点C在B方向的轴向位移，是节点C在D方向的轴向位移；

悬臂段桩顶的未知量(φ_A、y_A、w_A)和承台段靠近填土侧的端部的未知量(φ_B、y_B、w_B)的计算公式如下：

式中，D_AC为悬臂段的传递矩阵，D_BC为承台段的传递矩阵，D_CD为锚固段的传递矩阵，A[i:j,p:q]表示矩阵A第i行～第j行与第p列～第q列组成的矩阵

辅助矩阵

坐标转换矩阵

步骤三：当某段的内力或变形不符合阈值时，单独对该段的长度和截面积进行调整，并重新计算内力和变形，直至得到符合阈值的锚固段的截面积、锚固段的长度、悬臂段的截面积、悬臂段的长度、承台段的截面积和承台段的长度。

2.根据权利要求1所述的锚固点增强型桩结构计算方法，其特征在于，所述步骤二中，将悬臂段划分为若干个微单元，考虑重力与摩阻力的作用，建立悬臂段的传递矩阵D如下：

式中，q_i-1为第i-1个微单元所承受的上部土体自重分布荷载，Δx_i为第i个微单元的长度，E_iI_i为第i个微单元的刚度，A_i为第i个微单元的截面面积，E_i为第i个微单元的弹性模量。

3.根据权利要求1所述的锚固点增强型桩结构计算方法，其特征在于，所述步骤二中，将锚固段划分为若干个微单元，考虑重力与摩阻力的作用，建立锚固段的传递矩阵如下：

式中，λ_i为第i个微单元的弹性地基系数，A_i为第i个微单元的截面面积，Δx_i为第i个微单元的长度，E_iI_i为第i个微单元的刚度，E_i为第i个微单元的弹性模量，d为锚固桩直径。