水平承载力 – Broms法
水平承载力 – Broms法
Broms法由Broms（1964）提出，该法可以分析均质土中单桩的水平承载力。根据均质土的假设，因此，此法不能分析非均质土（多层土）中的单桩水平承载力。单桩水平承载力的分析方法可以在“分析设置”界面的“单桩设计”选项卡中选择。
当采用Broms法分析单桩的水平承载力时，软件将自动忽略已经输入的土体参数。分析采用的土体参数需要在“水平承载力”界面中输入。根据不同的土体类型（黏性土，无黏性土），输入的参数有所不同。
单桩水平承载力分析需要的参数有桩身材料参数（弹性模量、强度参数），桩身尺寸（桩长l、桩径d），桩所受荷载引起的剪力和弯矩。
对于黏性土，桩身刚度β由下式计算得到：
其中： | EI | - | 桩身截面抗弯刚度 [MNm2] |
kh | - | 土的水平反力系数 [MN/m3] | |
d | - | 桩径 [m] - 对于圆形变截面桩，计算β时假设桩径为恒定值d1（d1在“桩身尺寸”界面中输入，为上部桩径） |
对于无黏性土，桩身刚度η由下式计算得到：
其中： | EI | - | 桩身截面抗弯刚度 [MNm2] |
nh | - | 土的模量变化系数 [MN/m3] |
根据β*l（黏性土）或η*l（无黏性土）的值，软件可以自动判断桩型为长桩还是短桩。根据Broms提出的理论，不同桩型采用的水平承载力计算方法并不相同。用户也可以自定义判断桩型的标准。对于中长桩（介于短桩和长桩之间），软件将同时采用短桩和长桩的计算方法计算单桩的水平承载力，并自动选择较小的承载力作为单桩的水平承载力Qu。
“桩型标准”对话框
默认（标准）桩型标准（长桩、短桩、中长桩）如下：
- 桩顶自由时： 对于长桩 β*l > 2.5 ; 对于短桩 β*l < 2.5
- 桩顶约束时： 对于长桩 β*l > 1,5 ; 对于短桩 β*l < 1.5
可以选择以下两种不同的桩顶约束方式：
- 自由 – 桩顶可以自由转动。
- 约束 – 桩顶不可以发生转动。通常当桩顶有承台或桩为群桩基础的一部分时，选择该约束方式。
计算单桩水平承载力时所需要的另一个参数为桩身截面的抗弯承载力。软件根据下式自动计算得到该参数的值：
其中： | Wy | - | 抗弯截面模量 [m3] |
f | - | 桩身材料强度 [MPa] | |
γk | - | 抗弯承载力的分项系数 [-] - 根据不同的规范，截面抗弯承载力需要乘以不同的分项系数以得到其设计值，因此，该系数使得用户可以根据所采用的规范来输入不同的分项系数值。 |
对于钢筋混凝土桩，其抗弯承载力Mu还和配筋量有关。
水平承载力的分项系数γQu用于折减最终计算得到的单桩水平承载力：
其中： | Qu | - | 单桩水平承载力 [kN] |
γQu | - | 水平承载力的分项系数 [-] |
水平承载力分析最终可以得到单桩的水平承载力Qu，即折减后的Qu,red，以及地表处的桩身位移u。
参考文献：
[1] BROMS, BENGT. B.: Lateral Resistance of Piles in Cohesive Soils. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, Vol. 90, SM2, 1964.
[2] BROMS, BENGT. B.: Lateral Resistance of Piles in Cohesionless Soils. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, vol. 90 SM3, 1964.
