Computer aided analysis of laterally loaded piles

Abstract

Kazıklar genelde eksenel yüke olduğu kadar önemli miktarda yatay yüklere dayanabilecek şekilde dizayn edilmelidirler. Büyük miktarda yatay yüke maruz kazık mesnetli yapılara açık deniz ve liman yapıları, büyük reklam panoları ve otoyol köprüleri dahil edilebilir. Dördüncü dereceden diferensiyel denklem çözümü ve lineer olmayan zemin davranışı yatay yüklü kazık dizaynını kompleks bir işleme dönüştürür. Değişik türde zeminlerde bulunan kazıkların yatay yer değiştirmelerine tekabül eden zemin tepkilerini açıklayabilen beş değişik tavsiye ve yatay yüklü kazık davranışlarını tanımlayabilen dördüncü dereceden diferensiyel denklem çözümü için sonlu farklar metodu verilmiştir. Serbest başlıklı, sabit başlıklı veya kısmi sabit başlıklı sınır şartlarından biri ile kazık boyunca çeşitli kazık ve zemin parametreleri altında yatay yüklü kazıkların analizi için iki bilgisayar programı, ALLPR ve ALLPM geliştirilmiştir. Devirli ve statik yüklemeler incelenebilmektedir ve yer değiştirme, eğilme momenti, elastik eğrinin eğimi ve kayma kuvvetinin grafiği yeniden dizayn edilen bilgisayar programı PILEPLT ile çizdirilebilmektedir. Kum, sıkı ve yumuşak kilden oluşan dört vaka çalışması yapılmış ve birkaç kazık ve zemin parametresinin kazığın tepkisi üzerindeki rolünü tayin etmek için bir parametrik çalışma sürdürülmüştür. Sonuçlar tartışılmıştır.

IV COMPUTER AIDED ANALYSIS OF LATERALLY LOADED PILES ABSTRACT- Piles should be often designed to support substantial lateral loads as well as axial loads. Pile supported structures that must support large lateral loads include offshore and marine structures, large advertising signs, and highway bridges. The design of the laterally loaded piles become a complex procedure by the solution of a fourth-order differential equation and the nonlinear soil response. Five different recommendations for determining the soil reaction corresponding to the deflection of the pile in various types of soils and finite difference method for the solution of fourth order differential equation which determines the behavior of the laterally loaded piles are presented. Two computer programs; ALLPR and ALLPM are developed for the analysis of the laterally loaded piles under the various pile and soil parameters along the length of the pile with the one of the boundary conditions; free head, fixed head or partial fixed head. Both the static and cyclic loading can be examined and the graph of the deflection, bending moment, slope of the elastic curve, and shear force can be plotted by the redesigned computer program PILEPLT with using the output of these developed computer programs. Four case studies concerning sand, stiff and soft clay is studied and a parametric study is conducted with the developed computer programs in order to determine the role of the several pile and soil parameters on the response of the piles. The results are critically discussed.